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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS AGRÓNOMOS
GRADO EN INGENIERÍA ALIMENTARIA
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS
Diseño y logística de una línea de elaboración de zumo de naranja natural refrigerado de 20.000l/día
TRABAJO FIN DE GRADO
Autor: Isabel Alonso Cabezas
Tutor: Wendu Tesfaye Yimer
Marzo de 2015
ÍNDICE GENERAL
1. Memoria y anejos
I. Memoria
1. Introducción……………………………………………………………………..3 1.1. Objeto del proyecto…………………………………………………...3 1.1.1. Naturaleza de la transformación………………………………3 1.1.2. Capacidad……………………………………...………………....3
1.2. Motivación del proyecto………………..…………………………….3 1.2.1. Motivación del proyecto…………………………………..……3 1.2.2. Finalidad del proyecto………………………………………..…3 1.3. Localización del proyecto…………………………………………….3 2. Análisis y diagnóstico de la situación de partida……..……………………..5
2.1. Estudio sectorial en España…………………………………………..5 2.2. Comercio exterior……………………………………………………..5 2.3. Conclusiones………………………………………………….………..5 2.4. Legislación específica del sector………………..……………………6
3. Alternativas estratégicas………………………………………………………..6 3.1. Estudio y balance de la materia prima, producto y subproductos……………………………………………………………….6 3.2. Alternativas productivas……………...………………………….......7 3.2.1. Productos y subproductos………………...……………………7 3.2.2. Tipos de zumos……………………………………..……………7
4. Ingeniería del proceso…………………………………………………………..7 4.1. Introducción……..……………………………….…………………….7 4.2. Proceso productivo…………………………………………...………..7 4.2.1. Actividades del proceso productivo…………………………..7 4.2.2. Diagrama del proceso………………………..………………….8 4.2.3. Calendario y horario del proceso productivo………..……….9 4.2.4. Alternativas tecnológicas y maquinaria………………………9 4.2.5. Resumen de maquinaria………………………………………..9 4.2.6. Cálculo de las tuberías…………………………………...…….10
1
4.3. Mano de obra……………………………………………………….…10 5. Logística……………………………………………………...…………………10 5.1. Introducción……..………………………………...….……………….10 5.2. Paletizado………………………………………...…………………….10 5.3. Destinatarios………………………………………………………..….10 5.4. Reparto………………………..………………………………………..11 5.5. Adjudicación del transporte………………………………………….11 5.6. Seguimiento de la campaña…………………………………………..11 6. Operaciones complementarias...…………………………...…………………10 6.1. Introducción……..………………………………...….……………….10 7. Presupuesto de maquinaria del proyecto………………...…………………10 7.1. Introducción……..………………………………...….……………….10 8. Bibliografía……………………………………………..……………………….11 Índice de tablas
Tabla M.1: Matriz DAFO………………………………….……………5 Tabla M.2: Balances………………………..…………………………….7 Tabla M.3: Resumen de maquinaria…………………….……………….9 Tabla M.4: Necesidades de personal……………………………………10
Índice de figuras
Figura M.1: Polígono industrial del Oliveral……………………………4 Figura M.2: Nave industrial……..………………………………………5 Figura M.3: Proceso productivo……………………………..…………..8
II. Anejo 1: Análisis y diagnóstico de la situación de partida
1. Introducción…………………………………………….……………………….3
2. Estudio sectorial..………………………………...……………………………...3 2.1. Estudio sectorial en España…………………………...……………...3
2.1.1. Producción……………………………………………………….4 2.1.2. Consumo y gasto………………………………………….……..5
2
2.1.3. Evolución de la demanda……………………………………….6 2.1.4. Cuota de mercado………………...……………………….…….7 2.1.5. Análisis de la demanda……………….……….………………..8
2.2. Comercio exterior……………………………………..………………8 2.2.1. Exportaciones……………………………………………………8 2.2.2. Importaciones…………………………………………………...9
2.3. Conclusiones…………….………………………………...………….10 2.3.1. Aspectos positivos……………….…………………..………...11 2.3.2. Aspectos negativos…………………………...………..………11
3. Análisis de problemas, oportunidades y condicionantes. Diagnóstico.….12
3.1. Amenazas……………………….…………………………………….12 3.2. Debilidades…………………………………………………………...12 3.3. Fortalezas…………………………………………………….……….12 3.4. Oportunidades………………………………………………...……..13 3.5. Matriz DAFO…………………………………………………...…….13
4. Legislación específica del sector……………………….………………..……14
4.1. Introducción…………………………………………………..………14 4.2. Legislación específica de las industrias agroalimentarias……….14
Índice de tablas
Tabla nº1.1: Principales empresas de los sectores de zumos y mostos…...5 Tabla nº1.2: Consumo y gasto durante el 2013…....…………………….5 Tabla nº1.3: Matriz DAFO………………………...……..……………13
Índice de figuras
Figura nº 1.1: Distribución de zumos por sabores……...................……..3 Figura nº1.2: Evolución del consumo de zumos……….….………..……6 Figura nº1.3: Evolución del consumo por tipos de zumo…………..……6
Figura nº1.4: Cuota de mercado en la comercialización de zumo
para hogares ………………………………………………7 Figura nº1.5: Exportaciones por sabores……………..….....……………9 Figura nº1.6: Exportaciones por países..……….……………….…..……9 Figura nº1.7: Importaciones por sabores…………………..…..…….…10 Figura nº1.8: Importaciones por países…………………………………10
3
III. Anejo 2: Alternativas estratégicas
1. Introducción………………………………………………………………..……2 2. Estudio y balance de la materia prima, producto y subproductos…….…...2
2.1. Materia Prima: Naranja……………………………….........................2 2.2. Productos……………………………………………………….………8 2.2.1. Tipos de zumos…………………………………….…………….8 2.2.2. Balances………………………………………………………….10 2.3. Subproductos…………………………………………….…….….…10 2.3.1. Subproductos primarios…………….……………...………….11 2.3.2. Subproductos secundarios……………………..…..….………12
3. Alternativas productivas………………………………………….…………12 3.1. Productos…………………………………………………………..…12 3.2. Subproductos…….………………………………….…….…………13
Índice de tablas
Tabla nº 2.1: Composición química aproximada del zumo de naranja…..3 Tabla nº2.2: Balances inicial y final………………………………..…...10
IV. Anejo 3: Ingeniería del proceso
1. Introducción…………………….……………………………………………….3 2. Proceso productivo……………………………………………….……………..3
2.1. Actividades del proceso………………………………….…………...3 2.1.1. Operaciones preliminares………………………………………3 2.1.1.1. Recepción……………………………………………….4 2.1.1.2. Selección…………………………...……………………4 2.1.1.3. Lavado y cepillado…….………………………………4 2.1.1.4. Calibrado……………………………….………………5 2.1.2. Extracción del jugo………………………………..……………..5 2.1.3. Tamizado del zumo…………………….……………………….7 2.1.4. Homogeneizado……………………………..…………………..7 2.1.5. Desaireación……………………………………...………………7 2.1.6. Estabilización…………………………………………………….9
4
2.1.7. Envasado………………………………………………….…….10 2.1.8. Embalaje……………………………………………………...…11
2.2. Diagrama del proceso……………………………………………….11 2.3. Calendario y horario del proceso productivo…………………….13 2.4. Alternativas tecnológicas y maquinaria……………..……….……13 2.4.1. Recepción y almacenamiento de materias primas……….....13 2.4.1.1. Volcador de palots……………………………………14 2.4.1.2. Mesa de selección…………………………………….15 2.4.2. Operaciones preliminares……………………………………..17 2.4.2.1. Lavadora de fruta……………………………….……17 2.4.2.2. Calibrador de fruta……………………………….…..19 2.4.2.3. Elevador de cangilones……………………..………..20 2.4.3. Extracción……………………………………………….………21 2.4.4. Colector de zumo………………………………………………23 2.4.5. Tamiz filtrante rotativo…………………………………..……24 2.4.6. Centrífuga…………………………………………………...…..25 2.4.7. Homogeneizador………………………………………………26 2.4.8. Tanque desaireador…………………………………..………..27 2.4.9. Intercambiador de calor…………………………………….....30 2.4.10. Tanques asépticos……………………………………….……33 2.4.11. Envasadora aséptica………………………………………….33 2.4.12. Encajadora……………………………………………………..38 2.4.13. Paletizadora…………………………………………………...39 2.5. Resumen de maquinaria…………………………………………….40 2.6. Cálculo de las tuberías ……………………………………………...41
3. Mano de obra……………………………………………………………..…….42 4. Ingresos y costes para el proceso productivo..………………………..…….42 Apéndice 1: Catálogos de maquinaria Índice de tablas
Tabla nº3.1: Volcador de palots…………………………………………15 Tabla nº3.2:Lavadora……………………………………………….…..19 Tabla nº3.3:Elevador de cangilones………………...…………………..21 Tabla nº3.4:Extractor………………………………….………………..23 Tabla nº3.5:Tamiz filtrante rotativo…………………………..………..25
5
Tabla nº3.6:Homogeneizador………………………………….………..27 Tabla nº3.7:Modelos de intercambiador multitubular de la serie MI…..33 Tabla nº3.8: Resumen de maquinaria…………………………….…….39 Tabla nº3.9:Necesidades de personal……………………………………40
Índice de figuras
Figura nº3.1: Diagrama del proceso productivo ……………………….12 Figura nº3.2:Volcador de palots...............................................................15 Figura nº3.3:Mesa de selección…………………………………………17 Figura nº3.4:Lavadora de fruta………………………………………....19 Figura nº3.5:Calibrador de fruta……………………………………….20 Figura nº3.6:Elevador de cangilones…………………………………...21 Figura nº3.7:Extractor de cítricos……………………………………....23 Figura nº3.8:Tamiz rotativo…………………………………….……...24 Figura nº3.9:Clarificadora…………………………….……………......26 Figura nº3.10:Homogeneizador………………………………….……..27 Figura nº3.11:Desaireador…………………………….........…….…….28 Figura nº3.12:Intercambiador de calor multitubular…………….…….31 Figura nº3.13:Sección de detalle de un cabezal de intercambiador de calor de la serie MI………….………………………..32 Figura nº3.14:Intercambiadores de calor de la serie MI montados
en bastidor….…………………………………………...32 Figura nº3.15:Envasadora……………………………….……………..38 Figura nº3.16:Encajadora Wraparound…………...……….…………..38 Figura nº3.17:Paletizador cartesiano SIGMA..………….……………..39
V. Anejo 4: Logística
1. Introducción……………………………………………………………………...2 2. Logística del zumo………………………………………………………………2
2.1. Paletizado……………………………………………………..………..2 2.2. Destinatarios………………………………………………..………….2 2.3. Reparto…………………………………………..……………………..4 2.4. Adjudicación del transporte………………………………………….6
2.4.1. Camiones completos…………………………………………….6 2.4.2. Grupaje……………………………………………………..…….7
2.5. Seguimiento de la campaña………………………………………….8
6
Índice de tablas
Tabla nº4.1: Calendario de expediciones cada mes….…………….…..…2 Tabla nº4.2: Nº de beneficiarios por Banco……….…..……………….…2 Tabla nº4.3: Nº de palets por Banco……………..………………….....…4 Tabla nº4.4: Distribución de camiones…...………………………….……7
Tabla nº4.5: Distribución del grupaje……………….…………….……..7
VI. Anejo 5: Operaciones complementarias
1. Evacuación de aguas residuales……………………………………………….2 1.1. Entreplanta.…………………………………………………..………..2 1.2. Planta baja...…………………………………………………..………..4
2. Seguridad en caso de incendios………………………………………………6 Índice de tablas
Tabla nº 5.1: UDs correspondientes a los distintos aparatos sanitarios...2 Tabla nº 5.2: Diámetros de ramales colectores entre aparatos
sanitarios bajante…….………………………………….…3 Tabla nº 5.3: Diámetros de la entreplanta…...…….……………………4 Tabla nº 5.4: Diámetros de las bajantes según el número de
alturas del edificio y el número de UD……………..………5 Tabla nº 5.5: Diámetro de los colectores horizontales en función
del número máximo de UD y la pendiente adoptada………5 Tabla nº 5.6: Diámetros de la planta baja………………………….……6
Índice de figuras
Figura nº5.1: Esquema saneamiento de la entreplanta…………….……2 Figura nº5.2: Esquema saneamiento de la planta baja………………......4
2. Planos
Plano 1: LOCALIZACIÓN EN LA COMUNIDAD VALENCIANA DEL MUNICIPIO DE RIBARROJA DEL TURIA Plano 2: LOCALIZACIÓN DE LA NAVE EN EL POLÍGONO INDUSTRIAL DEL OLIVERAL PERTENECIENTE A RIBARROJA DEL TÚRIA
7
Plano 3: DISTRIBUCIÓN EN PLANTA Y SECCIÓN
Plano 4: RED DE SANEAMIENTO Plano 5: CUBIERTA DE LA NAVE
3. Presupuesto maquinaria
1. Introducción………………………………………………………………..……2 2. Precios en letra…………………………………………………….…….…........2
3. Presupuesto de maquinaria………………….……………………..………….3
4. Resumen general del presupuesto………….…………….………..…………3
8
MEMORIA
ÍNDICE
1. Introducción……………………………………………………………………..3 1.1. Objeto del proyecto…………………………………………………...3 1.1.1. Naturaleza de la transformación………………………………3 1.1.2. Capacidad……………………………………...………………....3
1.2. Motivación del proyecto………………..…………………………….3 1.2.1. Motivación del proyecto…………………………………..……3 1.2.2. Finalidad del proyecto………………………………………..…3 1.3. Localización del proyecto…………………………………………….3 2. Análisis y diagnóstico de la situación de partida……..……………………..5
2.1. Estudio sectorial…………...…………………………………………..5 2.2. Análisis DAFO…….…………………………………………………..5 2.3. Legislación específica del sector………………..……………………6
3. Alternativas estratégicas………………………………………………………..6 3.1. Estudio y balance de la materia prima, producto y subproductos……………………………………………………………….6 3.2. Alternativas productivas……………...………………………….......7 3.2.1. Productos………………….………………...……………………7 3.2.2. Subproductos………...……………………………..……………7
4. Ingeniería del proceso…………………………………………………………..7 4.1. Introducción……..……………………………….…………………….7 4.2. Proceso productivo…………………………………………...………..7 4.2.1. Actividades del proceso productivo…………………………..7 4.2.2. Diagrama del proceso………………………..………………….8 4.2.3. Calendario y horario del proceso productivo………..……….9 4.2.4. Alternativas tecnológicas y maquinaria………………………9 4.2.5. Resumen de maquinaria………………………………………..9 4.2.6. Cálculo de las tuberías…………………………………...…….10 4.3. Mano de obra……………………………………………………….…10 5. Logística……………………………………………………...…………………10 5.1. Introducción……..………………………………...….……………….10 5.2. Paletizado……………………………….……...…………………….10
1
5.3. Destinatarios………………………………………………………..….10 5.4. Reparto…………………………..……………………………………..11 5.5. Adjudicación del transporte………………………………………….11 5.6. Seguimiento de la campaña…………………………………………..11 6. Operaciones complementarias..…………………………...…………………10 6.1. Evacuación de aguas residuales...………………...….……………….10 6.1.1. Entreplanta……………………………………………………….10 6.1.2. Planta baja………………………………………………………..10 6.2. Seguridad en caso de incendio……..……………...….……………….10
7. Presupuesto de maquinaria del proyecto……………..…………………….11 8. Bibliografía……………………………………………..……………………….11 Índice de tablas
Tabla M.1: Matriz DAFO………………………………….……………5 Tabla M.2: Balances………………………..…………………………….7 Tabla M.3: Resumen de maquinaria…………………….……………….9 Tabla M.4: Necesidades de personal……………………………………10
Tabla M.5: Calendario de expediciones cada mes……………………. Tabla M.6: Nº de palets por Banco…………………………………... Tabla M.7: Diámetros de la entreplanta………………………………. Tabla M.8: Diámetros de la planta baja…………………………………. Tabla M.9: Presupuesto maquinaria……………………………………
Índice de figuras
Figura M.1: Proceso productivo……………………………..…………..8
2
1. INTRODUCCIÓN
1.1. Objeto del proyecto
Se trata de un proyecto de una línea de fabricación de zumo de naranja natural refrigerado.
1.1.1. Naturaleza (carácter) de la transformación
Es una operación de extracción consistente en la obtención de zumo a partir de las naranjas adqueridas para elaborar un producto de mayor vida útil para su consumo por personas necesitadas.
Se ha realizado un estudio sectorial y un análisis de las alternativas productivas con el fin de decidir el producto a elaborar y la producción final, con ello se ha desarrollado el proceso productivo y obtenido la distribución en planta de la línea.
1.1.2. Capacidad
La capacidad de la planta abarca un procesado de unos 55.000 kg de naranjas cada día, dando una producción aproximada de 20 000 litros de zumo de naranja al día, durante el periodo de recogida de dicha fruta (finales de otoño e invierno).
1.2. Motivación del proyecto
1.2.1. Motivación del proyecto
El presente documento tiene por objeto el diseño de una línea de fabricación de zumo, para ayudar y distribuir un tipo de alimento sano como es la fruta, pero de una forma estable en la que presente una vida útil suficiente para mejorar su aprovechamiento.
Se trata de un proyecto privado subvencionado por el Gobierno para fines solidarios como es la elaboración de zumo para distribuir por FESBAL a los bancos de alimentos del país.
FESBAL (Federación Española de Bancos de Alimentos), fue constituida por los Bancos de Alimentos de España en el 1996, y coordina sus actividades y facilita las relaciones con los organismos de la Administración Central e Internacional y también con otras entidades no lucrativas y empresas que facilitan alimentos excedentes o que ayudan en su sector de competencia a la actividad de los Bancos de Alimentos. También se encarga de coordinar y facilitar intercambios entre los distintos Bancos y elaborar estadísticas y publicidad común.
FESBAL gestiona las ayudas que reciben de organismos oficiales y privados necesarias para dotar a los almacenes de los bancos de alimentos del equipamiento técnico necesario y atender a las necesidades económicas de funcionamiento.
3
La Federación Española de Bancos de Alimentos (FESBAL) está integrada por 55 Bancos, que en el año 2012 atendieron a 7.106 Entidades Benéficas, que hicieron llegar más de 104 millones de kilos de alimentos a 1,5 millones de personas.
Las entidades benéficas vienen pidiendo a FESBAL que les facilite productos tan sanos y recomendables, como las frutas y hortalizas, mediante la transformación, ya que así se consigue aumentar su vida útil.
FESBAL considera que el zumo de naranja 100% natural, sin ningún aditivo, ni edulcorante, ni colorante, podría ser un producto muy útil para las necesidades de las Entidades Benéficas.
1.2.2. Finalidad del proyecto
La finalidad del proyecto es conseguir definir una pequeña planta de zumo de naranja natural con un mínimo coste/gasto para su mantenimiento a largo plazo, sirviendo como ayuda humanitaria para FESBAL.
1.3. Localización del proyecto
La localización del proyecto se sitúa en una nave ya construida y cedida por el Gobierno de España para su utilización con este fin, situada en el polígono industrial del Oliveral, Ribarroja del Turia, en la provincia de Valencia.
Se elige una localización en la provincia de Valencia por los siguientes motivos:
• Zona de numerosos campos de naranjos por lo que el transporte hasta la fábrica es corto.
• Zona con un gran número de empresas con fines económicos de zumos, que en caso de donaciones tanto de materia prima o de excedentes de producto, se encuentren cerca.
• Al situarse en un polígono industrial ya existente, todos los recursos como agua y electricidad están asegurados.
• Una vez terminado el producto, es un punto bastante bueno en cuanto a la logística por toda España teniendo más equidistancia que otras posibles zonas como Huelva o Murcia con características similares a las anteriores.
• Las comunicaciones y el acceso del polígono para la distribución son considerablemente buenas ya que está localizado en el cruce de la autopista del Este (A3) con la autovía del Mediterráneo (A7).
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2. ANÁLISIS Y DIAGNÓSTICO DE LA SITUACIÓN DE PARTIDA
2.1. Estudio sectorial
El mercado de zumos y néctares en España durante el año 2013 llegó hasta los 10.017 millones de litros, con una reducción interanual del 3,4%. Los zumos de naranja y los zumos ambiente son los más demandados en sus respectivas categorías. Las marcas de distribución tienen una gran importancia en este sector y tres de cada cuatro zumos se adquieren en supermercados. En los últimos años el consumo y gasto en el sector del zumo ha sufrido un descenso.
El comercio exterior presenta un balance comercial muy positivo en el mercado de zumos y néctares en España, ya que las exportaciones llegaron durante el año 2013 hasta los 724,6 millones de litros mientras que las importaciones fueron de 189,3 millones de litros, aunque ambas han sufrido una reducción.
2.2. Análisis DAFO
Se estudian tanto las debilidades y amenazas del proyecto como sus fortalezas y oportunidades, representándose en la Tabla M.1: Matriz DAFO.
Tabla M.1: Matriz DAFO
MATRIZ DAFO
Debilidades Fortalezas
Falta de compromiso
Desorganización
Falta de homogeneidad
Alimento saludable
Motivación de los voluntarios
Localización cercana a campos de naranjos y fábricas de zumos
Amenazas Oportunidades
5
Insuficientes fondos
Insuficiente aprovisionamiento de materias primas
Falta de voluntarios
Aumento de la producción de naranjas
Descenso del consumo de zumos
Buena reputación por ser una obra benéfica
Analizando la matriz DAFO, se concluye una gran dependencia del proyecto a todos los niveles y que se necesita un gran respaldo para su desarrollo pero si se consigue, una vez en marcha, puede ir adquiriendo numerosos puntos positivos en bastantes aspectos.
2.3. Legislación específica del sector
Se hace referencia a la normativa vigente (reales decretos, normas de calidad y condiciones sanitarias…) relacionada con el sector de las frutas y hortalizas, concretamente con los zumos.
3. ALTERNATIVAS ESTRATÉGICAS
3.1. Estudio y balance de la materia prima, producto y subproductos
La materia prima a utilizar va a ser exclusivamente la naranja obtenida mediante donaciones ya sea de empresas o de la PAC. La variedad de naranjas a utilizar serán naranjas blancas como la Valencia Late y las salustianas.
Se definen las alternativas existentes de producto como son: zumo de frutas, zumo de frutas a partir de concentrado, zumo de frutas concentrado, zumo de frutas extraído con agua, zumo de frutas deshidratado o en polvo y el néctar de frutas. Se contemplan los posibles subproductos a obtener tanto primarios (aceites, aromas y esencias y productos de pulpa) como secundarios (pectinas, bases y purés, productos de la corteza).
Se calcula el balance final en la elaboración del zumo, reflejado en la Tabla M.2: Balances.
Tabla M.2: Balances
Balance inicial Naranjas a extracción Zumo extraído Balance final
6
55.000 kg 45.650 kg 20.540 l 19.000 l
Fuente: Elaboración propia
3.2. Alternativas productivas
3.2.1. Productos
Una vez descritos los posibles productos se decide la obtención de un único producto que va a ser zumo de frutas, definiéndose éste como: El producto susceptible de fermentación, pero no fermentado, obtenido a partir de las partes comestibles de frutas sanas y maduras, frescas o conservadas por refrigeración o congelación, de una o varias especies mezcladas, que posea el color, el aroma y el sabor característicos del zumo de la fruta de la que procede. Se podrán reincorporar al zumo el aroma, la pulpa y las células obtenidos por los medios físicos apropiados que procedan de la misma especie de fruta. En el caso de los cítricos, el zumo de frutas procederá del endocarpio.
3.2.2. Suproductos
Se decide que, en principio, esta planta no va a producir ni aprovechar subproductos primarios ni secundarios.
4. INGENIERÍA DEL PROCESO
4.1. Introducción
En este documento se expondrán las principales características del anejo de ingeniería del proceso de una fábrica de elaboración de zumo de naranja con una capacidad de 20.000L/día siendo la producción del 100% de zumo de naranja refrigerado.
4.2. Proceso productivo
4.2.1. Actividades del proceso productivo
Se recogen y desarrollan todas las actividades que se realizan para convertir las materias primas en los productos finales. Estas actividades son: Operaciones preliminares (Recepción, selección, lavado y cepillado y calibrado), extracción del jugo, tamizado del zumo, homogeneización, desaireación, estabilización, envasado y embalaje.
4.2.2. Diagrama del proceso
Representación gráfica de las actividades del proceso productivo resumidas. Ver Figura M.1: Proceso productivo.
7
Figura M.1: Diagrama del proceso productivo
Lavado
Selección
LogísticaLogística
Recepción de la fruta
Envasado aséptico
Recepción de la frutaRecepción de la frutaRecepción de la frutaRecepción de la frutaRecepción de la frutaRecepción de la fruta
Pasteurización
Desaireación
Homogeneización
Extracción d el z umo
Recepción de la fruta
Pasteurización
Desaireación
Homogeneización
Extracción del zumo
Selección
Recepción de la fruta55.000 kg
Lavado
Tamizado y centrifugado
Calibrado
Tamizado y centrifugado
55% Rdto.
Calibrado
Operaciones preliminares: Mermas 17%
19.000 l
Pulpa 7,5%
Envasado aséptico
. Fuente: Elaboración propia
4.2.3. Calendario y horario del proceso productivo
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La fábrica tendrá activa la línea de elaboración tres días a la semana siendo éstos: lunes, miércoles y viernes; y el mantenimiento y limpieza de equipos se realizará los sábados.
La elaboración de zumo de la industria se realizará en un turno diario de 7 horas por la mañana, seguidas de 1 hora de limpieza.
Todas las fases del proceso se realizan en el mismo día.
4.2.4. Alternativas tecnológicas y maquinaria
Se plantean las diferentes alternativas para cada actividad del proceso seleccionando en cada caso la más adecuada según las características de la actividad, tecnología, producción y otros criterios.
En cada subapartado se ha ido describiendo según la actividad correspondiente, las alternativas tecnológicas disponibles, procesos de decisión y/o maquinaria seleccionada con sus respectivas fichas técnicas o catálogos comerciales en las que se tenga.
4.2.5. Resumen de maquinaria*
Se muestra de forma conceptual la maquinaria seleccionada para cada actividad, a modo de cuadro resumen en la Tabla M.3: Resumen de maquinaria.
Tabla M.3:Resumen de maquinaria
(*) Toda referencia a modelo y/o casa comercial debe entenderse como similar o equivalente
9
ACTIVIDAD MAQUINARIA SELECCIONADA
CANTIDAD
Transporte materia prima
Volcador de palots (Juvisa)
1
Selección Mesa de selección fraccionada (Juvisa)
1
Lavado y cepillado Lavadora de fruta
(Juvisa) 1
Calibrado Calibrador de fruta
(Juvisa) 1
Transporte Elevador de cangilones
(Vulcano) 1
Extracción del jugo Extractor de cítricos (JBT
FoodTech) 3
Tamizado Tamiz filtrante rotativo
(URSO) 1
Centrifugado Clarificadora (Flottweg) 1
Homogeneizado Tanque homogeneizador
(Bihai machine) 1
Desaireación Desaireador (HRS) 1
Pasteurización Intercambiador de calor
multitubular (Alfa Laval)
1
Envasado Envasadora (Canopack) 1 Encajado Encajadora Wraparound 1
Paletizado Paletizador cartesiano
SIGMA 1
Fuente: Elaboración propia
4.2.6. Cálculo de las tuberías
Se calcula el diámetro de las tuberías de acero inoxidable por las que pasará el zumo una vez extraído hasta su envasado siendo el diámetro nominal de éste de 1 ¼”.
4.3. Mano de obra
Se detalla el personal necesario para controlar todos los aspectos de la fábrica de elaboración de zumo para evitar problemas o fallos durante la elaboración del producto final y el resto de actividades.
Tabla M.4:Necesidades de personal
FUNCIÓN CANTIDAD
10
Carretilleros/almacenistas 4 Selección de fruta 8
Personal administrativo 3 Mantenimiento 2
Limpieza 1 Supervisor 1
Técnico de laboratorio 1 Fuente: Elaboración propia
5. LOGÍSTICA
5.1. Introducción
Los objetivos principales de este proyecto son tanto la elaboración del zumo de naranja como su distribución entre los diferentes Bancos de Alimentos de España.
Se reparte la producción en función de los destinatarios y la logística se va a organizar por campañas, constando cada una de cuatro semanas, distribuyéndose las expediciones según la Tabla M.5: Calendario de expediciones de cada mes.
Tabla M.5: Calendario de expediciones cada mes
LUNES MARTES MIERCÓLES JUEVES VIERNES S D
1ª Semana 1 2 3 2ª semana 4 5 6 3º semana 7 8 9 4ª semana 10 11 12
Fuente: Elaboración propia
5.2. Paletizado
Cada palet transportará 760 litros de zumo y teniendo en cuenta la producción de la fábrica, se calcula una expedición de 25 palets al día.
5.3. Destinatarios
Se establece la solicitud del número de beneficiarios certificados de cada Banco para poder establecer un reparto proporcional.
5.4. Reparto
11
En función de los porcentajes de beneficiarios de cada Banco se van a distribuir los palets, asegurando un mínimo de uno a todos los Bancos con certificación. El reparto final se puede ver en la Tabla M.6: Nº de palets por Banco.
Tabla M.6: Nº de palets por Banco
Banco PALETS Albacete 4Algeciras 1Alicante 2Almería 5Ávila 1Badajoz 1Barcelona 52Bilbao 3Burgos 2Cáceres 1Cádiz 6Castellón 1Ceuta Ciudad Real Córdoba 10Cuenca Gerona 18Granada 13Guadalajara Huelva 2Huesca Jaén 1La Coruña 5Las Palmas 24León 3Logroño 1Lugo 5Lérida 5Madrid 29Málaga 10Melilla Murcia (Cartagena) Murcia (Capital) Orense 2Oviedo 2
12
Palencia 1Palma de Mallorca 20Pamplona 5Ponferrada 3Salamanca 7San Sebastián Santiago Compostela 2Santander 2Segovia Sevilla 9Soria 1Tarragona 12Tenerife 13Teruel 1Toledo 1Valencia 2Valladolid 6Vigo Vitoria Zamora 1Zaragoza 7TOTALES 302
Fuente: Elaboración propia
5.5. Adjudicación del transporte
Se va a disponer de cuatro camiones completos para el transporte del zumo y el resto de mercancía será transportada mediante grupaje.
5.6. Seguimiento de la campaña
El día de comienzo de cada campaña se comunicará las cantidades a recibir y la fecha de expedición del zumo correspondiente a cada Banco.
6. OPERACIONES COMPLEMENTARIAS
6.1. Evacuación aguas residuales
6.1.1. Entreplanta
13
Se calculan los diámetros de la instalación de saneamiento de aguas residuales en la entreplanta. Ver Tabla M.7: Diámetros de la entreplanta.
Tabla M.7: Diámetros de la entreplanta
Tubería UD D mín (CTE) D proyecto
C1 1 32 32 C2 1 32 32 C3 4 100 100
C4 (1%) (C3 + C2) 5 90 100
C5 4 100 100 C6 (1%) (C4 + C5)
9 90 100
C7 2 40 40 C8 1 32 32
C9 (1%) (C7 + C8)
3 90 100
C10 (1%) (C6 + C9)
12 90 100
Fuente: Elaboración propia
6.1.2. Planta baja
Se calculan los diámetros de la instalación de saneamiento de aguas residuales en la planta baja. Ver Tabla M.8: Diámetros de la planta baja.
TablaM.8: Diámetros de la planta baja
Tubería UD D mín (CTE) D proyecto
C1 1 32 32 C2 1 32 32 C3 4 100 110
C4 (1%) (C2 + C3)
5 90 110
B5 12 63 63 C6 (1%) (C5)
12 90 110
C7 (1%) 12 90 110 C8 9 110
C9 (1%) (C4 + C7 + C8)
26 90 110
Fuente: Elaboración propia
14
6.2. Seguridad en caso de incendio
Se establece la dotación a la nave de extintores portátiles cada 15 metros de recorrido en cada planta, como máximo, desde todo origen de evacuación.
7. PRESUPUESTO DE LA MAQUINARIA DEL PROYECTO
En este apartado se muestra el resumen del presupuesto de la maquinaria del proyecto en la Tabla M.9: Presupuesto maquinaria.
Nº DESCRIPCIÓN MAQUINARIA
PRECIO UNITARIO (€)
TOTAL IMPORTE (€)
M.01 Volcador de palots 4.200 € 4.200 € M.02 Mesa de selección
fraccionada 9.100 € 9.100 €
M.03 Lavadora de fruta 22.000 € 22.000 € M.04 Calibrador de fruta 19.500 € 19.500 € M.05 Elevador de cangilones 16.000 € 16.000 € M.06 Extractor de cítricos 72.000 € 148.000 € M.07 Tamiz filtrante rotativo 49.000 € 49.000 € M.08 Clarificadora 64.000 € 64.000 € M.09 Tanque homogeneizador 9.000 € 9.000 € M.10 Desaireador 13.000 € 13.000 € M.11 Intercambiador de calor
multitubular 20.000 € 20.000 €
M.12 Envasadora 82.000 € 82.000 € M.13 Encajadora 4.500 € 4.500 € M.14 Paletizadora 3.000 € 3.000 € M.15 Carretilla eléctrica 2.500 € 2.500 € M.16 Otros elementos, accesorios
(tuberías, válvulas…) 38.000 € 38.000 €
TOTAL 503.800 € Fuente: Elaboración propia
Atendiendo a dicha tabla, se estima un presupuesto de la maquinaria de este proyecto que asciende a la cantidad total de 503.800 €. QUINIENTOS TRES MIL OCHOCIENTOS EUROS.
15
8. BIBLIOGRAFÍA
Se indican las fuentes de documentación empleadas para la redacción del proyecto y las figuras utilizadas. ‐ Davies, F. S., Albrigo, L. G. (1999). Cítricos pgs. 233‐240. Editorial Acribia, Zaragoza ‐ López Fernández, José. La naranja, composición y cualidades de sus zumos y esencias. Madrid ‐ López Solanilla, Emilia y García Olmedo, Francisco (2011) Fundamentos de la nutrición humana. ‐ Moreiras O, Carbajal A, Cabrera L, Cuadrado C (2010). Tablas de composición de alimentos., 10ª edn: Madrid. ‐ Sánchez Pineda de las infantas, M.T. (2003). Procesos de elaboración de alimentos y bebidas. ‐ Zapata, M., Segura, P. (1996). Nuevas Tecnologías de Conservación de Frutas y Hortalizas: Atmósferas Modificadas. Mundi‐Prensa.
Las páginas web fueron consultadas reiteradamente durante los meses de agosto, septiembre y octubre de 2014 a enero de 2015. ‐ http://www.asozumos.org/ ‐ http://www.vulcanotec.com/es/productos/nuestras‐m%C3%A1quinas ‐ http://www.magrama.gob.es/es/alimentacion/ ‐ http://aesan.msssi.gob.es/ ‐ http://www.agricultura.gva.es/ ‐ http://www.bancodealimentos.es/ ‐ http://www.alfalaval.com/ ‐ http://www.alimarket.es/alimentacion
Revistas:
‐Empresa Nacional MERCASA 2014. “Alimentación en España 2014. Producción, Industria, Distribución y Consumo de alimentación en España“. Madrid España.
En Madrid, marzo de 2015
La alumna:
ISABEL
Firmado: Isabel Alonso Cabezas
16
ANEJO Nº 1: ANÁLISIS Y
DIAGNÓSTICO DE LA
SITUACIÓN DE PARTIDA
ÍNDICE
1. Introducción…………………………………………….……………………….3
2. Estudio sectorial..………………………………...……………………………...3 2.1. Estudio sectorial en España…………………………...……………...3
2.1.1. Producción……………………………………………………….4 2.1.2. Consumo y gasto………………………………………….……..5 2.1.3. Evolución de la demanda……………………………………….6 2.1.4. Cuota de mercado………………...……………………….…….7 2.1.5. Análisis de la demanda……………….……….………………..8
2.2. Comercio exterior……………………………………..………………8 2.2.1. Exportaciones……………………………………………………8 2.2.2. Importaciones…………………………………………………...9
2.3. Conclusiones…………….………………………………...………….10 2.3.1. Aspectos positivos……………….…………………..………...11 2.3.2. Aspectos negativos…………………………...………..………11
3. Análisis de problemas, oportunidades y condicionantes. Diagnóstico.….12
3.1. Amenazas……………………….…………………………………….12 3.2. Debilidades…………………………………………………………...12 3.3. Fortalezas…………………………………………………….……….12 3.4. Oportunidades………………………………………………...……..13 3.5. Matriz DAFO…………………………………………………...…….13
4. Legislación específica del sector……………………….………………..……14
4.1. Introducción…………………………………………………..………14 4.2. Legislación específica de las industrias agroalimentarias….…….14
Índice de tablas
Tabla nº1.1: Principales empresas de los sectores de zumos y mostos…...5 Tabla nº1.2: Consumo y gasto durante el 2013…....…………………….5 Tabla nº1.3: Matriz DAFO………………………...……..……………13
Índice de figuras
Figura nº 1.1: Distribución de zumos por sabores……...................……..3 Figura nº1.2: Evolución del consumo de zumos……….….………..……6 Figura nº1.3: Evolución del consumo por tipos de zumo…………..……6
1
Figura nº1.4: Cuota de mercado en la comercialización de zumo
para hogares ………………………………………………7 Figura nº1.5: Exportaciones por sabores……………..….....……………9 Figura nº1.6: Exportaciones por países..……….……………….…..……9 Figura nº1.7: Importaciones por sabores…………………..…..…….…10 Figura nº1.8: Importaciones por países…………………………………10
2
1. INTRODUCCIÓN
En el presente anejo “Análisis y diagnóstico de la situación de partida” se detallan los datos socioeconómicos del sector de zumos de frutas y hortalizas y se realiza un diagnóstico de la situación actual del sector en España y en Europa, así como un análisis de los aspectos positivos y negativos. Con todo ello se estudian las perspectivas de futuro que servirá de apoyo para realizar la elección del producto a elaborar en el presente trabajo.
2. ESTUDIO SECTORIAL
2.1. Estudio sectorial en España
El mercado de zumos y néctares durante el año 2013 llegó hasta los 10.017 millones de litros, con una reducción interanual del 3,4%. En nuestro país se consume el 10% del total de zumos y néctares del conjunto de la Unión Europea, situándose por detrás de Alemania, Francia y Reino Unido.
Los zumos de naranja son los más demandados, acaparando el 27,5% de todas las ventas en volumen y el 27,4% en valor. A continuación se sitúan los zumos mulltifrutas, con porcentajes respectivos del 14,8% y del 16,2%, los de piña (12,9% y 12,7%), los de piña y uva (12,1% y 11%), los de melocotón y uva (10,6% y 9,3%), los de melocotón (6,1% y 7,3%), los de manzana (5,6% y 4,8%), los tropicales (2,5% y 1,1%) y los de tomate (0,9% y 1,1%). Todas las otras presentaciones suponen los restantes 7% en volumen y 7,8% en valor.
Figura nº 1.1: Distribución de zumos por sabores
3
27,5
14,8
12,9
12,1
10,6
6,1
5,6
7
2,50,9
Naranja
Multifrutas
Piña
Piña y uva
Melocotón y uva
Melocotón
Manzana
Tropicales
Tomate
Resto
Fuente: Elaboración propia a partir de MERCASA ’13.
Los zumos ambiente son los más demandados con cuotas del 93,5% de todas las ventas en volumen y del 88,8% en valor, mientras que los zumos refrigerados representan los restantes 6,5% y 11,2%. Entre los primeros, los más importantes en volumen son los zumos, con 46,1% del total, mientras que en valor resultan los néctares los que ocupan la primera posición, con el 48,6%. Dentro de los zumos refrigerados, la principal partida es la de los exprimidos, con cuotas del 81,7% del total en volumen y del 90,4% en valor.
2.1.1. Producción
En España se encuentran unas 40 empresas productoras y comercializadoras de zumos y néctares. De todas ellas, hay 20 que forman una asociación sectorial denominada ASOZUMOS que representa alrededor del 80% de toda la producción nacional. Las empresas de este sector generan unos 4.000 puestos de trabajo y se estiman unos 10 000 indirectos.
El grupo líder del sector registra una producción de 650 millones de litros (57% con marca propia), con unas ventas de 445 millones de euros, mientras que el segundo llega hasta los 450 millones de litros y los 150 millones de euros, el tercero se sitúa en torno a los 340 millones de litros y 62,2 millones de euros, el cuarto ronda los 266 millones de litros y los 156 millones de euros y el quinto alcanza los 250 millones de litros y 122 millones de euros.
Las marcas de distribución tienen una gran importancia en este sector y representan el 75% del total de todas las ventas de zumos refrigerados exprimidos. Dentro de los zumos ambiente, las cuotas de las marcas blancas son del 65% del total en volumen y del 57% en valor, mientras que la primera oferta
4
con marca de fabricante llega hasta el 14,9% y el 14,7% y la segunda se queda en el 6% y el 12%. Tabla nº 1.1: Principales empresas de los sectores de zumos y mostos (sus datos incluyen líneas
de negocio en otros sectores)
Empresa Ventas mill. euros
Coca‐Cola España 3.000,00 J. García Carrión, S.A. (JGC) ‐ Grupo 750,00 AMC Grupo Alimentación Fresco y Zumos, S.A. 601,00 Schweppes, S.A. 400,00 Pepsico Bebidas Iberia 400,00 Grupo Leche Pascual, S.A. 220,00 Hero España, S.A. 212,65 Desarrollos Alimentarios Frescos, S.A. (Dafsa) 188,00 Refresco Iberia, S.L. 179,60 Juver Alimentación, S.L. 156,06
Fuente: Elaboración propia a partir de MERCASA ’13.
2.1.2. Consumo y gasto
Los hogares españoles consumieron 491,4 millones de litros de zumo y se gastaron 439,8 millones de euros en ello durante el año 2013. En datos per cápita, se establecieron unas cifras de 10,8 litros de consumo y 9,7 euros de gasto.
Tabla nº 1.2: Consumo y gasto durante el 2013
Consumo Gasto
Total (mill. de litros)
Per cápita (litros)
Total (mill. de €) Per cápita (€)
Total zumo y néctares 491,4 10,8 439,8 9,7 Zumo de fruta refrigerado y exprimido 55,0 1,2 63 1,4 Zumo concentrado 177,9 3,9 142,6 3,1 ‐ concentrado naranja y mezcla 36,5 0,8 28,4 0,6 ‐ concentrado melocotón y mezcla 45,3 1,0 36 0,8 ‐ concentrado piña y mezcla 24,5 0,5 18,3 0,4 ‐ otros concentrados 71,6 1,6 59,9 1,3 Néctares 216,5 4,8 187,1 4,1 ‐ Néctar light o sin azúcar 152,6 3,4 120,6 2,7 Zumos de hortalizas 3,9 0,1 3,7 0,1
5
Resto zumo y néctar 38,2 0,8 43,3 1,0 Zumos enriquecidos 91,5 2,0 82,7 1,8 ‐ enriquecidos con calcio 0,1 0,0* 0,1 0,0* ‐ enriquecidos con vitaminas 86,3 1,9 75,5 1,7 ‐ enriquecidos con calcio y vitaminas 0,8 0,0* 0,7 0,0* ‐ otros zumos enriquecidos 4,3 0,1 6,4 0,1
Fuente: Elaboración propia a partir de MERCASA ’13.
2.1.3. Evolución de la demanda
Durante los últimos cinco años, el consumo de zumos ha descendido 0,7 litros por persona y el gasto ha experimentado una caída de 70 céntimos de euro per cápita. En el periodo 2009‐2013, el consumo y el gasto más elevados se produjeron en el año 2010 (12,5 litros y 10,7 euros por consumidor).
Figura nº 1.2: Evolución del consumo de zumos
02468
101214
2009 2010 2011 2012 2013
Litros por persona
Euros por persona
Fuente: Elaboración propia a partir de MERCASA ’13.
En la familia de zumos, la evolución del consumo per cápita durante el periodo 2009‐2013 ha sido diferente para cada tipo de producto. Respecto a la demanda de 2009, el consumo de zumos refrigerados y néctares aumenta y, por el contrario, en zumos concentrados y enriquecidos se produce un descenso.
Figura nº 1.3: Evolución del consumo por tipos de zumo
6
5060708090
100110120130140150
2009 2010 2011 2012 2013
Zumo refrigerado
Néctares
Zumo concentrado
Zumo enriquecido
Fuente: Elaboración propia a partir de MERCASA ’13.
2.1.4. Cuota de mercado
Analizando el lugar de compra, en el año 2013 los hogares recurrieron para comprar zumos principalmente a los supermercados (76,8% de la cuota de mercado), seguidos de los hipermercados que alcanzan en este producto una cuota del 19%. Los establecimientos especializados representan el 1,1% y otras formas comerciales alcanzan una cuota del 3,1%.
Figura nº 1.4: Cuota de mercado en la comercialización de zumo para hogares (%)
1,1 3,1
19
76,8
Supermercados
Hipermercados
Comerciosespecializados
Otras formascomerciales
Fuente: Elaboración propia a partir de MERCASA ’13.
7
2.1.5. Análisis de la demanda
Con el objetivo de conocer los mayores compradores actuales y los compradores potenciales, se analiza la demanda de zumo en términos per cápita durante el año 2013 según distintas particularidades.
Se observa un mayor consumo en los hogares de clase alta y media alta, mientras que los de clase baja tienen el consumo más reducido.
Los hogares sin niños consumen más cantidad de zumo, mientras que los hogares con niños menores de seis años presentan los consumos más bajos.
Si la persona que hace la compra tiene un trabajo fuera del hogar, el consumo de zumo es más elevado.
En los hogares donde compra una persona de entre 50 y 64 años, el consumo de zumo es más elevado, mientras que la demanda más reducida se asocia a los hogares donde la compra la realiza una persona que tiene más de 65 años.
Los hogares unifamiliares consumen más zumo y los índices de consumo se van reduciendo conforme aumenta el número de miembros que componen el núcleo familiar.
En núcleos de población con censos de entre 10.000 y 100.000 habitantes cuentan con mayor consumo per cápita de zumo, siendo los pequeños municipios (menos de 2.000 habitantes), los que cuentan con menor consumo.
El consumo es mayor en el caso de jóvenes y adultos independientes y parejas sin hijos, mientras que la demanda más baja viene de las parejas con hijos, independientemente de la edad de los mismos, retirados y en los hogares monoparentales.
Las Comunidades Autónomas con mayor demanda de zumo son las Islas Canarias, Cataluña y las Islas Baleares, mientras que los consumos más bajos se encuentran en Asturias, Galicia y, sobre todo, Extremadura.
2.2. Comercio exterior
En el comercio exterior España presenta un balance comercial muy positivo en el mercado de zumos y néctares, ya que las exportaciones llegaron durante el año 2013 hasta los 724,6 millones de litros mientras que las importaciones fueron de 189,3 millones de litros.
2.2.1. Exportaciones
Las exportaciones sufrieron una notable reducción interanual del 11%, que constituye un valor de 668,1 millones de euros.
Los zumos y néctares más exportados fueron los de naranja (33,9% del total en volumen y 25,7% en valor), seguidos por los de uva (23,2% y 32,5% respectivamente) y los de limón y otros agrios (13,1% y 12,9%).
8
Figura nº 1.5: Exportaciones por sabores (%)
33,9
23,2
13,1
29,8 Naranja
Uva
Limón y otrosagrios
Otros
Fuente: Elaboración propia a partir de MERCASA ’13.
Francia es el principal cliente de las exportaciones españolas de zumos y
néctares, con el 41,7% del total en volumen y el 33,4% en valor, seguida por Reino Unido (13,6% y 13,9%), Portugal (8,3% y 6,9%), Italia (6,6% y 4,8%), Alemania (5,1% y 6%) y Holanda (4,4% y 6,1%).
Figura nº 1.6: Exportaciones por países (%)
41,7
13,68,3
6,6
5,1
4,4
20,3Francia
Reino Unido
Portugal
Italia
Alemania
Holanda
Otros
Fuente: Elaboración propia a partir de MERCASA ’13.
2.2.2. Importaciones
Las importaciones también se redujeron pero en menor medida con un porcentaje de un 1,1% menos que en el año anterior.
9
En las importaciones, las partidas más importantes son las de naranja (37,6% del total en volumen y 42,9% en valor), seguidas por las de piña (23% y 16,8%).
Figura nº 1.7: Importaciones por sabores (%)
37,6
23
39,4Naranja
Piña
Otros
Fuente: Elaboración propia a partir de MERCASA ’13.
Los principales proveedores de España son Holanda (19,2% del total en volumen y 22,2% en valor), Bélgica (10,4% y 11,8%), Alemania (9,4% y 9,9%) y Francia (9,2% y 5,5%).
Figura nº 1.8: Importaciones por países (%)
19,2
10,4
9,4
9,2
51,8
Holanda
Bélgica
Alemania
Francia
Otros
Fuente: Elaboración propia a partir de MERCASA ’13.
2.3. Conclusiones
Globalmente el consumo y gasto en el sector de los zumos y néctares ha disminuido, aunque si se analiza con mayor detenimiento se observa un
10
aumento progresivo en el consumo de zumos refrigerados y néctares frente a una gran caída de la demanda en zumos concentrados y especialmente de los enriquecidos, los cuales tuvieron un gran éxito seguido de una fuerte caída en su demanda.
2.3.1. Aspectos positivos
Los beneficios de la ingesta de frutas y verduras están a la orden del día y tomadas en forma de zumo son una forma cómoda, fácil y sabrosa. Así pueden competir con otros productos no tan saludables como pueden ser bollería o golosinas. Además como consecuencia de la preocupación por la salud surgen los zumos La nueva imagen de los productos los posiciona en una imagen de salud (zumos enriquecidos con vitaminas, zumos frescos, etc) a diferencia del pasado, donde era más un capricho, un dulce.
Además, la creciente preocupación por la salud y enfermedades relacionadas con la alimentación, hacen a los zumos como alternativas a las bebidas refrescantes, ya que no tienen carbónico e incluso alternativos a las bebidas alcohólicas, al no tener alcohol.
Si bien a esto se suma el cambio que se viene produciendo desde hace tiempo en los hábitos de alimentación, ya que el consumidor tiende a emplear menor tiempo en la realización de las comidas y están en auge los productos preparados ya sea para tomar en casa, en el trabajo o por la calle. A la hora de seleccionar este tipo de productos, los consumidores demandan que sean “sanos”, “naturales” y “multifuncionales” que aporten beneficios extra al producto en sí.
Otro aspecto positivo para el sector de zumos es el elevado crecimiento de los zumos refrigerados, los cuales tienen un gran valor añadido y una alta calidad (similar al zumo natural) y están encaminados a las necesidades de la vida moderna, producto natural, listo para tomar sin realizar ningún tipo de preparación.
A la hora de optar por un zumo natural, siempre suelen ser mejor aceptados por los consumidores con prejuicios de aditivos, por lo que se consigue una mejor reputación para/con la gente.
En el sector se desarrollan constantemente nuevas fórmulas, sabores y formatos que revitalizan el consumo y esto hace que la actual estrategia del crecimiento del sector se fundamente en el desarrollo y lanzamiento de nuevos productos.
2.3.2. Aspectos negativos
El sector en general sufre un lento y progresivo descenso del consumo y gasto durante los últimos años perdiendo importancia en la alimentación de los consumidores.
11
Los zumos no son un alimento de primera necesidad por lo que no son productos prioritarios para los consumidores frente a otros a los que se le de mayor importancia.
En los últimos años se ha realizado tal cantidad de innovaciones y lanzamientos de productos de zumos, que resulta cada vez más difícil renovarse en este sector.
Las bebidas alcohólicas y los refrescos con y sin gas acaparan parte del mercado de los zumos de frutas.
3. ANÁLISIS DE PROBLEMAS, OPORTUNIDADES Y CONDICIONANTES. DIAGNÓSTICO
Se analiza con independencia del estudio del sector la situación de partida para la realización de este proyecto.
3.1. Amenazas
Existe una gran dependencia de fondos ya que al ser un organismo sin objetivo de beneficio económico, está sujeto a las donaciones económicas del Estado o de organismos. Las donaciones tienen que ser suficientes en todos los niveles para poder mantenerse el proyecto. Igualmente se debería prever un posible insuficiente aprovisionamiento de materias primas por escasez de las cosechas o falta de acuerdos con agricultores y/o industrias de zumos. Los trabajadores son voluntarios y por ello es importante tener cuidado con la posibilidad de que en algún momento no hubiera voluntarios cualificados para las actividades que se llevan a cabo en esta industria.
La falta de cualquiera de estos tres factores supondría una amenaza muy importante para que siga en funcionamiento la industria.
3.2. Debilidades
Así como el ser voluntario aporta motivación, también puede conllevar a una falta de compromiso, ya que al no estar sujeto por nada formal, se pueden dar circunstancias por las que pueden surgir problemas como salidas del proyecto por los trabajadores voluntarios en cualquier momento
Además, al no haber jerarquía oficial, puede producirse cierta desorganización y descoordinación por parte de los trabajadores. El hecho de recibir la materia prima de diversas fuentes implica una falta de homogeneidad en el producto final.
3.3. Fortalezas
12
Al situarse la industria en una zona donde predominan las naranjas, se dispone de mayor proximidad a la hora de adquirir materias primas reduciendo los tiempos de transporte y a su vez, es un buen punto de España para la distribución del producto final más equidistante que otras regiones de España con campos de naranjos como Andalucía
Se promueve el consumo de un alimento sano y beneficioso para las personas necesitadas.
El hecho de trabajar con voluntarios implica una motivación importante por su parte y un afán por ayudar y colaborar que suele ir ligado a unos buenos resultados por su parte.
3.4. Oportunidades
El aumento de la producción de naranjas y a su vez el descenso del consumo de zumos en el mercado general, presentan una oportunidad para la disponibilidad de materias primas para este fin. El buen fin del proyecto por ser una obra benéfica posibilita una buena reputación que puede llevar a la consecución de más ayudas y apoyo.
3.5. Matriz DAFO
Tabla nº 1.3: Matriz DAFO
MATRIZ DAFO
Debilidades Fortalezas
Falta de compromiso
Desorganización
Falta de homogeneidad
Alimento saludable
Motivación de los voluntarios
Localización cercana a campos de naranjos y fábricas de zumos
Amenazas Oportunidades
Insuficientes fondos
Insuficiente aprovisionamiento de
Aumento de la producción de naranjas
13
materias primas
Falta de voluntarios
Descenso del consumo de zumos
Buena reputación por ser una obra benéfica
Analizando la matriz DAFO, se puede concluir la gran dependencia que tiene este proyecto a todos los niveles y que se necesita un gran respaldo para su desarrollo pero si se consigue, una vez en marcha puede ir adquiriendo numerosos puntos positivos en muchos aspectos.
4. LEGISLACIÓN ESPECÍFICA DEL SECTOR
5.1. Introducción
Para el proyecto de una industria agroalimentaria se deben tener en cuenta tanto normativas de seguridad y salud para los trabajadores como las leyes aplicadas a la industria de la alimentación, sobre todo las correspondientes a su sector.
5.2. Legislación específica industrias agroalimentarias
Se menciona la legislación a cumplir a nivel general alimentario y particular para zumos.
‐ Real Decreto 781/2013, de 11 de octubre, por el que se establecen normas relativas a la elaboración, composición, etiquetado, presentación y publicidad de los zumos de frutas y otros productos similares destinados a la alimentación humana ‐ Reglamento 852/2004, de 29 de Abril de 2004, del Parlamento Europeo y del Consejo, relativo a la higiene de los productos alimenticios ‐ Real Decreto 1050/2003, de 1 de Agosto, por el que se aprueba la Reglamentación Técnico Sanitaria de zumos de frutas y de otros productos similares destinados a la alimentación humana (B.O.E. 02.08.2003) ‐ Reglamento (CE) 178/2002, de 28 de Enero de 2002, del Parlamento Europeo y del Consejo, por el que se establecen los principios y los requisitos generales de la legislación alimentaria, se crea la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria y se fijan procedimientos relativos a la seguridad alimentaria
14
ANEJO Nº 2:
ALTERNATIVAS
ESTRATÉGICAS
ÍNDICE
1. Introducción……………………………………………………….………..……2 2. Estudio y balance de la materia prima, producto y subproductos…….…...2
2.1. Materia Prima: Naranja……………………………………...………..2 2.2. Productos……………………………………………………….……...8 2.2.1.Tipos de zumos.………………………….……………………….8 2.2.2. Balances………………………………………………….………10 2.3. Subproductos……………………………………..……….……….…10 2.3.1. Subproductos primarios……………….………………………11 2.3.2. Subproductos secundarios………………………..….………..12
3. Alternativas productivas…………………………………………..………….12 3.1. Productos…………………………….....….…………………………12 3.2. Subproductos…………………………..………………….………….13
Índice de tablas
Tabla nº 2.1: Composición química aproximada del zumo de naranja…..4 Tabla nº2.2: Balances inicial y final………………………………….…10
1
1. INTRODUCCIÓN
La demanda de zumos cítricos en general y de zumos de naranja en particular, así como su inclusión en la dieta diaria se basa fundamentalmente en su valor nutritivo y características sensoriales (olor, sabor, color y textura) que van a depender directamente de la composición química y de la estructura de la fruta (Hendrix, 1984).
Con objeto de diseñar un proceso productivo acorde con las características de la materia prima disponible y con la finalidad de obtener productos y subproductos acordes con la demanda actual del consumidor y de las industrias receptoras de subproductos, se lleva a cabo un estudio de la composición química del zumo de naranja en relación a la estructura del fruto.
A partir de este estudio se definirán las alternativas existentes tanto para los productos como para los subproductos y mediante su evaluación, en función de diferentes criterios y datos del sector (ver Anejo 1), se elegirá el producto o productos a elaborar y los subproductos derivados de ese proceso productivo, y se estudiarán los balances del proceso de elaboración.
2. ESTUDIO Y BALANCE DE LA MATERIA PRIMA, PRODUCTO Y SUBPRODUCTOS
Se describen y se calculan los balances tanto de la materia prima utilizada como de los productos y subproductos que se pueden obtener tras el proceso productivo.
Para la elaboración del zumo, las naranjas serán obtenidas de diversos proveedores con la condición de ser procedente de variedades dulces y de tamaño mediano.
2.1. Materia prima: Naranja
La principal y única materia prima a utilizar es la naranja. La naranja se puede definir como una fruta fresca acuosa ácida de escaso valor calórico y bajo contenido en grasa. Es un fruto carnoso derivado de una sola flor (hesperidio) y su cosecha se realiza normalmente a mediados de otoño y en invierno. Se distingue entre dos tipos de naranjas principalmente: la amarga (Citrus aurantium de L.) y la dulce (Citrus Sinensis de L.).
Prácticamente la totalidad del cultivo de naranjas en España es de naranjas dulces y son las que se van a utilizar para la elaboración del zumo.
Las naranjas dulces pueden dividirse en 3 principales variedades como son las naranjas blancas, las Navel y las sanguinas.
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Las naranjas blancas tienen una coloración amarillo anaranjada, no poseen ombligo (el que se forma en la base del fruto debido al desarrollo de un nuevo fruto incluido en el principal) ni coloración sanguina, y son las elegidas para utilizar en este proyecto debido a que son las más adecuadas para hacer zumo. Se denominaron así para distinguirlas de las Navel y su consumo aun no está muy extendido. Dentro de las naranjas blancas existen numerosas variedades como por ejemplo la Berna o Verna, Valencia Late y Salustiana.
Para la elaboración del zumo se van a admitir las donaciones provenientes de las dos principales variedades en España como son la Valencia late y las salustianas, siendo ambas muy apreciadas por su zumo.
La naranja aporta a la dieta una cantidad interesante de fibra soluble (pectinas), cuyas principales propiedades se relacionan con la disminución del colesterol y la glucosa en sangre, así como con el desarrollo de la flora intestinal.
En su composición también cabe destacar la elevada cantidad de ácido ascórbico o vitamina C que contiene (una naranja de tamaño medio aporta 82 mg de vitamina C, siendo 60 mg la ingesta recomendada al día para este nutriente), esta vitamina C favorece la absorción intestinal del hierro. También contiene cantidades apreciables de ácido fólico, y en menor cantidad, provitamina A.
Además, las naranjas aportan carotenoides con actividad provitamínica A (alfacaroteno, beta‐caroteno y criptoxantina). Numerosos estudios epidemiológicos sugieren la importancia de estos carotenoides en la prevención de distintos tipos de cáncer y en la protección frente a enfermedades cardiovasculares.
También contiene otros carotenoides sin actividad provitamínica A, como la luteína y la zeaxantina, que están presentes en la retina y el cristalino del ojo, y se asocian inversamente con el riesgo de padecer cataratas y degeneración macular.
Las naranjas presentan en su composición ácidos orgánicos, como el ácido málico y el ácido cítrico, que es el más abundante. Este último es capaz de potenciar la acción de la vitamina C, favorecer la absorción intestinal del calcio, y facilitar la eliminación de residuos tóxicos del organismo, como el ácido úrico. Además, contienen importantes cantidades de los ácidos hidroxicinámicos, ferúlico, caféico y p‐cumárico, ordenados de mayor a menor en función de su actividad antioxidante.
Las naranjas son ricas en flavonoides. Los más conocidos son: hesperidina, neoshesperidina, naringina, narirutina, tangeretina y nobiletina, a los cuales se les han atribuido múltiples funciones.
Cuando se consume esta fruta en forma de zumo varían sus características nutricionales, ya que éste contiene menos fibra y tiene menores cantidades de vitaminas y minerales que la naranja entera. En cualquier caso, lo ideal es tomarlo recién exprimido, para evitar las posibles pérdidas de vitamina C.
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Se detallan las propiedades nutricionales, siempre aproximadas, de la naranja en la Tabla nº 2.1: Componentes mayoritarios de los zumos de naranja comerciales.
Tabla nº 2.1: Composición química aproximada del zumo de naranja
Zumo de naranja Energía (Kcal) 42‐47 Energía (KJ) 176‐196 Proteínas 0,7‐0,8 Grasa 0,14‐0,15
Hidratos de Carbono 8,7‐11,0 Glucosa 2,27‐2,61 Fructosa 2,43‐2,47 Sacarosa 3,44‐4,06 Fibra total 0,3‐0,4
Ácido cítrico 0,665‐0,820 Ácido málico 0,120‐0,195
Vitamina C (mg) 30,1‐46 Fólico (μg) 15,7‐37
Provitamina A Beta caroteno (μg)
2,8‐29
Contenido mineral 0,33‐0,53 Fuente: Elaboración propia a partir de asozumos (Asociación española de fabricantes de zumos)
Con objeto de establecer los condicionantes del proceso productivo a
definir se realiza una revisión de la composición y características industriales de la naranja. Se centrará en las variedades de uso industrial, cultivadas en España y cuya zona de producción se extiende por Levante y sur de la Península.
La composición química de las naranjas es muy compleja, como podemos ver en la Tabla nº 2.l.: Composición química aproximada del zumo de naranja donde aparece la composición química aproximada del zumo de naranja, por grupos de constituyentes y el número aproximado de componentes dentro de cada grupo.
El grupo de constituyentes más importante en cuanto a porcentaje de sólidos solubles totales del zumo son los hidratos de carbono, seguido de otros grupos con menos importancia en cuanto a porcentaje de sólidos totales pero con gran importancia en las características intrínsecas del zumo de naranja, que se estudian a continuación uno por uno.
2.1.1. Hidratos de carbono
Es el componente más abundante en el zumo de naranja y es el responsable del dulzor del zumo. Representan el 75‐80% de los sólidos solubles
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de los zumos. Debido a su contenido en azúcares, los zumos de naranja poseen un alto valor energético, un alto contenido en calorías.
Los principales azúcares presentes en el zumo son la sacarosa, glucosa y fructosa y mantienen una relación aproximada de 2:1:1, siendo una proporción variable según las condiciones climáticas, variedad y zona de cultivo. Otros hidratos de carbono minoritarios son: pectinas (desarrolladas más adelante), hemicelulosa, celulosa, maltosa, maltriosa, etc. 2.1.1.1. Pectinas
Las pectinas son carbohidratos de alto peso molecular compuestas por cadenas de uniones anhidrogalacturónicas. Sirven como cemento intercelular que da firmeza a muchas frutas y hortalizas, incluyendo los cítricos. Durante la maduración de las frutas cítricas, las pectinas insolubles se convierten en pectinas y pectinatos hidrosolubles. El total de sustancias pécticas disminuye en piel y pulpa durante la temporada, y aumenta el porcentaje de pectinas hidrosolubles en las pectinas totales. Este cambio en la composición de la pectina indica el ablandamiento o sobremaduración de la fruta. En el zumo los niveles de pectina son generalmente bajos. Las pectinas se usan en la fabricación de jaleas, mermeladas, conservas, frutas congeladas y como recubrimiento para carnes y en panadería.
2.1.2. Ácidos
Los ácidos orgánicos pueden ser considerados como los componentes más característicos de los zumos de cítricos. En el zumo de naranja el ácido cítrico representa el constituyente más importante de su fracción ácida, junto a cantidades más limitadas de ácido málico. La concentración en ácido cítrico depende del origen, clima, variedad y grado de madurez de las naranjas.
Otros ácidos presentes son: succínico, oxálico, tartárico, isocítrico, galacturónico,fosfórico, masónico, benzoico, láctico, adípico, aconítico y ácidos carboxílicos.
La acidez total (AT) de los zumos cítricos es un factor importante en el conjunto de la calidad del zumo y es determinante para definir el momento de la recolección. En las principales regiones citrícolas, la relación entre los SST y los ácidos titulables determina si la fruta es recolectable. Los ácidos orgánicos contribuyen significativamente a la acidez total del zumo. 2.1.2.1. Ácido cítrico
Es el ácido orgánico principal (70‐90% del total), seguido por los ácidos málico y oxálico, con cantidades menores de succínico, masónico, químico, láctico, tartárico y otros ácidos conexos. Los niveles de ácidos orgánicos generalmente disminuyen estacionalmente cuando la fruta madura. La tasa de disminución de la acidez se correlaciona positivamente con el promedio de las temperaturas de la temporada. Las temperaturas altas aumentan el ritmo de la respiración, ocasionando un menor almacenamiento de ácidos en las vacuolas y
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su utilización más rápida en el metabolismo. La relación SST:AT aumenta durante la maduración y es un buen indicador de la palatabilidad. 2.1.2.2. Ácido ascórbico
Se sabe desde hace muchos años que las frutas cítricas son una valiosa fuente de ácido ascórbico (vitamina C). El ácido ascórbico actúa como coenzima, siendo una parte esencial de la dieta humana. Los niveles de ácido ascórbico, sin embargo, son bastante variables entre las diversas frutas cítricas y tienden a disminuir estacionalmente. Los niveles de ácido ascórbico se expresan en mg (100ml de zumo)‐1 y van a unos 70 en naranjas dulces. Los niveles de ácido ascórbico son generalmente más altos en la piel que en el zumo extraído.
2.1.3. Vitaminas
Uno de los componentes más importantes en el zumo de naranja es el ácido ascórbico o vitamina C. Su elevada proporción en las naranjas es superior a la existente en la mayoría de los alimentos. Su contenido varía en función de la orientación e insolación del árbol, madurez (disminuye al madurar), suelo, fertilización, etc.
La mayor parte del ácido ascórbico se encuentra en la corteza y el zumo solo contiene un 25 a 30% del total. Por este motivo de las cortezas se puede obtener líquidos de prensado como fuentes de vitamina C.
Otras vitaminas existentes en el zumo de naranja son: vitamina A, ácido fólico, tiamina (vitamina B1), vitamina B2, etc.
2.1.4. Composición mineral
Los constituyentes inorgánicos mayoritarios (macroelementos) son: potasio, sodio, magnesio, calcio, fósforo y hierro, y los minoritarios (microelementos) son :zinc, manganeso y boro. Además existe una fracción aniónica compuesta por sulfatos, cloruros y nitratos.
Pueden variar en función de la naturaleza del terreno, abonado, variedad, portainjerto, localización geográfica, periodo de maduración, clima, época de recolección, etc.
La composición mineral es mayor en la pulpa que en el zumo filtrado o suero.
2.1.5. Compuestos nitrogenados
Constituyen uno de los grupos de componentes más característicos y representan del 5 al 10% de los sólidos totales del zumo.
Del nitrógeno total la mayor parte corresponde al nitrógeno de aminoácidos (30‐70%), pero también existe nitrógeno inorgánico amoniacal (hasta un 7%), proteínas y bases nitrogenadas (aminas).
El contenido en nitrógeno amoniacal de los zumos aumenta en proporción al grado de madurez de los frutos o con almacenamientos largos o a temperaturas elevadas. También varía con el clima, variedad, campaña, etc.
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El contenido en nitrógeno de aminoácidos aumenta proporcionalmente con el grado de madurez y con la presión aplicada durante la extracción. Además influye la variedad, la zona geográfica de procedencia y tecnología empleada.
2.1.6. Materias colorantes
2.1.6.1. Carotenos Es uno de los grupos de pigmentos naturales más importantes existentes
en la naturaleza. Son precursores de la vitamina A en los animales. Da color a la corteza y al zumo, atributo importante para definir la
calidad. Los carotenoides más importantes en el zumo de naranja son: alfa y beta
carotenos y luteína entre otros. El contenido en carotenoides del zumo depende de su contenido en
pulpa, ya que se fijan sobre ella. Son más abundantes en la corteza que en el zumo (en el flavedo está
aproximadamente el 70% del total). Las xantofilas constituyen el 70% de los carotenoides presentes en la corteza. Su contenido varía en función del grado de madurez, variedad, etc. 2.1.6.2. Antocianos
El contenido varía según la variedad y confieren a las naranjas sanguinas su color rojo característico, aunque se degradan fácilmente, virando el color hacia la tonalidad marrón y modificando las propiedades organolépticas, lo que hace que no se industrialicen estas variedades.
Son muy sensibles y sufren una degradación rápida y pudiéndose mejorar con una pasteurización mediante microondas y adición de ácido tartárico y glutatión.
2.1.7. Limonoides
Los más importantes son: limonina, nomilina y obacunona, y son responsables del sabor amargo de las naranjas. Se encuentran en los tejidos, excluidas las celdillas del zumo y son insolubles en agua.
El sabor amargo es desagradable y persistente en el paladar, esto hace que en los zumos elaborados con naranjas Navel sea necesario hacer un desamargado para su industrialización. 2.1.7.1. Limonina
Los derivados triterpénicos producen sabores amargos en el zumo y están presentes en la mayoría de los cultivares, aunque afectan únicamente a la palatabilidad de alguno de ellos. Esta sustancia y otros limonoides están presentes principalmente en la piel y se liberan al extraer el zumo. Los niveles de limonina disminuyen estacionalmente mientras la fruta se mantiene en el árbol.
2.1.8. Flavonoides
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Poseen sabor amargo sueva, que tiende a desaparecer en el paladar. Los tres tipos de polifenoles flavonoides presentes en los cítricos son: flavanonas, flavonas y antocianinas.
Las flavononas son predominantes y se localizan principalmente en albedo, y membranas, quedando un 10‐20% ene l zumo. Los flavonoides más importante de La naranja son: hesperidina (contribuye a la formación de la turbidez), neohesperidina y poncirina.
La hesperidina se encuentra en mayor proporción en el albedo y corazón y luego en el flavedo, membranas y pulpa, siendo menor en el zumo. Tiene varias aplicaciones:
‐ Detección de la adición a los zumos de pulpa lavada y extractos de cortezas
‐ Detección de mezclas de zumos ‐ Aplicaciones médicas, debido a sus acciones fisiológicas: mejora la
hipertensión, facilita la circulación sanguínea… ‐ Edulcorante artificial, no calórico
2.1.9. Polifenoles
Los zumos de naranja contienen un gran rango de estos compuestos entre los que se incluyen polifenoles flavonoides y cumarinas (no flavonoides).
2.1.10. Aromas
Es uno de los atributos de calidad más importantes del zumo de naranja. La fracción volátil del zumo de naranja está constituida por un gran
número de compuestos químicos diferentes (hidrocarburos, alcoholes, aldehidos, cetonas, ácidos y ésteres) presentes en diversas partes del fruto, que se reúnen en el zumo durante su extracción. La parte del fruto más importante en el aporte cuantitativo de componentes en la corteza.
En la elaboración de zumos reconstituidos a partir de zumos concentrados de naranja es necesario realizar una recuperación y concentración de los aromas en el proceso de concentración para que posteriormente sean añadidos en el momento de la reconstitución y así la percepción organoléptica sea parecida a la del zumo fresco.
2.1.11. Lípidos
No tienen gran importancia desde el punto de vista de su valor nutritivo por su escasa proporción en el zumo, pero sí tienen un papel importante en la alteración organoléptica de los zumos durantes su almacenamiento. La mayor proporción de lípidos de la naranja se encuentran en las semillas y en menor proporción en la corteza y zumo.
2.2. Productos
Los zumos y néctares de frutas contienen una amplia cantidad de antioxidantes (betacaroteno, vitaminas C y E,…) y otros compuestos activos
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(como licopeno, hesperidina y otros compuestos fenólicos), que los convierten en una opción saludable y válida para alcanzar las ingestas recomendadas de frutas y verduras. Por ello, su consumo debe promoverse como parte de una dieta variada y equilibrada, ya que tiene efectos muy beneficiosos tanto en el mantenimiento de la salud como en la prevención de distintas enfermedades (como cardiovasculares, cáncer y procesos neurodegenerativos entre otras).
2.2.1. Tipos de zumos
Se estudian los distintos tipos de zumo según el proceso de elaboración y su conservación para decidir el tipo a producir. 2.2.1.1. Zumo de frutas
El producto susceptible de fermentación, pero no fermentado, obtenido a partir de las partes comestibles de frutas sanas y maduras, frescas o conservadas por refrigeración o congelación, de una o varias especies mezcladas, que posea el color, el aroma y el sabor característicos del zumo de la fruta de la que procede.
Se podrán reincorporar al zumo el aroma, la pulpa y las células obtenidos por los medios físicos apropiados que procedan de la misma especie de fruta.
En el caso de los cítricos, el zumo de frutas procederá del endocarpio. No obstante, el zumo de lima podrá obtenerse a partir del fruto entero.
Cuando los zumos se obtengan a partir de frutas que incluyan pepitas, semillas y pieles, no se incorporarán en el zumo partes o componentes de las pepitas, las semillas o la piel. Sin embargo, esto no se aplicará a los casos en que las partes o los componentes de las pepitas, las semillas o la piel no puedan eliminarse mediante las buenas prácticas de fabricación.
Está autorizada la mezcla de zumos de frutas y de puré de frutas en la producción del zumo de frutas. 2.2.1.2. Zumo de frutas a partir de concentrado
Es un producto obtenido al reconstituir zumo de frutas concentrado definido en el punto 3 con agua potable que cumpla los criterios sanitarios de la calidad del agua de consumo humano existentes.
El contenido de sólidos solubles del producto acabado debe satisfacer el valor mínimo de grados Brix para el zumo reconstituido.
En ciertas frutas, el zumo a partir de concentrado requerirá un nivel mínimo de grados Brix del zumo reconstituido igual al nivel de grados Brix del zumo extraído de la fruta utilizada para elaborar el concentrado.
Se podrán reincorporar al zumo de frutas a partir de concentrado el aroma, la pulpa y las células obtenidos por los medios físicos apropiados que procedan de la misma especie de fruta.
El zumo de frutas a partir de concentrado se preparará según procesos de fabricación apropiados que mantengan las características físicas, químicas,
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organolépticas y nutricionales esenciales de un tipo medio de zumo de la fruta de la que procede.
La mezcla de zumos de frutas y/o de zumos de frutas concentrados y de puré de frutas y/o de puré de frutas concentrado está autorizada para la producción de zumo de frutas a partir de concentrado. 2.2.1.3. Zumo de frutas concentrado
El producto obtenido a partir de zumo de una o varias especies de fruta por eliminación física de una parte determinada del agua. Cuando el producto esté destinado al consumo directo, la eliminación de agua será de al menos un 50 %.
Se podrán reincorporar al zumo de frutas concentrado el aroma, la pulpa y las células obtenidos por los medios físicos apropiados que procedan de la misma especie de fruta. 2.2.1.4. Zumo de frutas extraído con agua
El producto obtenido por difusión en agua de: a) fruta pulposa entera cuyo zumo no puede extraerse por procedimientos físicos, o b) fruta entera deshidratada. 2.2.1.5. Zumo de frutas deshidratado o en polvo
El producto obtenido a partir de zumo de una o varias especies de fruta por eliminación física de la práctica totalidad del agua. 2.2.1.6. Néctar de frutas
El producto susceptible de fermentación, pero no fermentado que se obtenga por adición de agua con o sin adición de azúcares y/o de miel a ciertos productos, al puré de frutas, y/o al puré de frutas concentrado, y/o a una mezcla de estos productos.
Se podrán reincorporar al néctar de frutas el aroma, la pulpa y las células obtenidos por los medios físicos apropiados que procedan de la misma especie de fruta.
2.2.2. Balances
A partir de las naranjas se obtiene zumo natural de naranja sin adicionar ningún otro ingrediente.
Se parte de 55.000 kg al día de naranjas enteras obteniéndose 19.000 litros de zumo de naranja pasteurizado al día.
Se van a estimar unas pérdidas de la fruta de un total de un 17% tras la selección, lavado y el calibrado antes la extracción. Por lo tanto, pasan a los extractores 45.650 kg de naranjas.
El rendimiento medio de zumo y células del jugo en la extracción de las naranjas es de un 55%, obteniéndose 20.540 litros al día. Tras el tamizado y la centrifugación donde se separa la pulpa (7,5%), se obtiene el balance final del zumo a envasar con un total de 19.000 litros al día.
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Se resumen los balances en la Tabla nº2.2: Balances inicial y final, indicándose la cantidad de zumo obtenido.
Tabla nº2.2: Balances inicial y final
Balance inicial Naranjas a extracción Zumo extraído Balance final
55.000 kg 45.650 kg 20.540 l 19.000 l
Fuente: Elaboración propia
2.3. Subproductos
Se estudian y describen los distintos tipos de subproductos existentes como alternativas a desechar todos los restos.
2.3.1. Subproductos primarios
Se diferencian dos tipos de subproductos primarios: Aceites, aromas y esencias y productos de pulpa.
2.3.1.1. Aceites, aromas y esencias
Se localizan principalmente en las glándulas del flavedo y también en menor medida en las células del zumo, pudiéndose obtener varios tipos de aceites: ‐ Aceite de prensado en frío: Recuperación del proceso de extracción del zumo ‐ Aceite concentrado: por destilación del aceite prensado en frío ‐ Aceites y aromas esenciales: Condensación de vapores que se forman en la evaporación industrial del zumo. ‐ Aceites del zumo: Obtención del desaceitado del zumo ‐ Aceite destilado al vapor
2.3.1.2. Productos de pulpa
Se describen los diferentes tipos de productos de pulpa que se pueden obtener de la transformación de las naranjas.
‐ Lavado de pulpa: Es el producto obtenido del lavado y filtración de la pulpa rechazada por los afinadores de los extractores de zumo. Esta pulpa contiene un 80% de zumo con un inferior sabor y color al obtenido en la extracción de la fruta. Se recomienda obtenerlo con sólo un ciclo de lavado y filtración, ya que varios ciclos no salen rentables económicamente en proporción con el % de zumo que recuperan.
Los defectos del lavado de pulpa son su alto contenido en pectina, sus altas concentraciones de sustancias de gran peso molecular como la pectina que
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provocan una gran viscosidad y sus problemas de transporte en evaporación y enfriamiento.
Se utiliza para la adición en zumos 100% de naranja (simultáneamente a la extracción), bebidas a base de naranja, bases para bebidas y como enturbiante.
‐ Lavado de hollejo: Es un producto igual al lavado de pulpa sólo que se obtiene del corazón de la naranja. El corazón de la naranja contiene hollejo, pepitas y alto contenido en limonina.
Su obtención se realiza mediante lavado y tratamiento suave y en pocas etapas para evitar la rotura de las pepitas y con ello la liberación de grandes cantidades de limonina.
Se utiliza como agente enturbiante en base para bebidas.
‐ Vesículas de zumo: Producto obtenido de la pulpa rechazada por los afinadores sometida a congelamiento o secado. Existen dos tipos:
‐ Vesículas de zumo no lavadas: Se añaden a los zumos para proporcionales apariencia y sensación de zumo fresco.
‐ Vesículas no lavadas: No se pueden añadir a zumos 100% naranja y se utilizan como agentes de textura en otros productos alimentarios.
2.3.2. Subproductos secundarios
Los subproductos secundarios obtenidos (pectinas, bases y purés y productos de la corteza) también pueden ser utilizados como subproductos alimentarios.
2.3.2.1. Pectinas
Se localizan en las vesículas de jugo de la pulpa y en el albedo de la corteza.
Se utilizan como espesantes en productos alimentarios, farmacéuticos y cosméticos y para la elaboración de mermeladas, confituras y jaleas.
2.3.2.2. Bases y purés
A partir de zumos de lavado de pulpa y hollejo. Se utilizan para refrescos carbonatados, refrescos que contienen zumo y
como saborizantes para sorbetes, confites.
2.3.2.3. Productos de la corteza
Se utilizan como agentes enturbiantes y la corteza en tiras se utiliza para la elaboración de mermeladas.
2.3.2.4. Subproductos para alimentación animal
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Algunos subproductos de la naranja pueden ser utilizados en la alimentación para animales. Entre ellos encontramos la corteza fresca, corteza prensada, corteza o pulpa deshidratada, gránulos, licor de prensado y melaza.
3. ALTERNATIVAS PRODUCTIVAS
En el mercado actual nos encontramos con gran variedad de zumos diferentes como se ha visto anteriormente, pero las alternativas que se van a contemplar son las básicas, siendo el resto de alternativas existentes derivadas de éstas.
3.1. Productos
Las alternativas ya han sido descritas anteriormente y para la elección de la alternativa productiva se tienen en cuenta varios criterios como el precio, la calidad y el coste de producción.
Las alternativas productivas que se plantean son las siguientes:
A.P.1. Zumo
A.P.2. Zumo concentrado
A.P.3. Zumo procedente de concentrado
A.P.4 Néctar
La alternativa seleccionada es la A.P.1: Zumo de naranja por los siguientes motivos:
‐ Se procede a elaborar un zumo de frutas, debido a su simplicidad de proceso y la existencia de ciertas problemáticas con los procesos de concentración como la mayor pérdida de valor nutricional (vitaminas, contenido en fibra) y pérdida de características sensoriales: eliminación de componentes volátiles, problemas de coloración, desarrollo sabores y olores de cocción.
‐ Las naranjas que se producen en España dan un bajo porcentaje de zumo en la extracción y de sólidos solubles (grados brix), comparadas con los otros países. Esto hace que en España el rendimiento en concentrado sea muy bajo y se encuentre en inferioridad de condiciones económicas a la hora de competir en los mercados internacionales.
‐ El consumo de productos como néctares, zumo concentrado, zumo constituido, etc. Se encuentra estancado frente a otros productos innovadores como los zumos enriquecidos, frescos y refrigerados, en los que se centra ahora la mejora productiva.
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‐ Se establece como producto de mayor calidad que las otras alternativas debido a la creciente preocupación de los consumidores por productos saludables.
3.2. Subproductos
Esta planta no va a producir ni aprovechar subproductos primarios ni secundarios ya que se necesita más maquinaria, trabajo y el coste que supone su tratamiento, cuando la consecución de esos subproductos no es la finalidad de este proyecto, siendo desechos todo lo que no sea el zumo obtenido a envasar.
No obstante, siempre se podría plantear un proyecto futuro para su obtención y tratamiento, o su donación a plantas de fabricación de piensos para animales, ya que la pulpa de naranja está muy bien valorada en ese sector.
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ANEJO Nº 3: INGENIERÍA
DEL PROCESO
ÍNDICE
1. Introducción…………………….……………………………………………….3 2. Proceso productivo……………………………………………….……………..3
2.1. Actividades del proceso………………………………….…………...3 2.1.1. Operaciones preliminares………………………………………3 2.1.1.1. Recepción……………………………………………….4 2.1.1.2. Selección…………………………...……………………4 2.1.1.3. Lavado y cepillado…….………………………………4 2.1.1.4. Calibrado……………………………….………………5 2.1.2. Extracción del jugo………………………………..……………..5 2.1.3. Tamizado del zumo…………………….……………………….7 2.1.4. Homogeneizado……………………………..…………………..7 2.1.5. Desaireación……………………………………...………………7 2.1.6. Estabilización…………………………………………………….9 2.1.7. Envasado………………………………………………….…….10 2.1.8. Embalaje……………………………………………………...…11
2.2. Diagrama del proceso……………………………………………….11 2.3. Calendario y horario del proceso productivo…………………….13 2.4. Alternativas tecnológicas y maquinaria……………..……….……13 2.4.1. Recepción y almacenamiento de materias primas……….....13 2.4.1.1. Volcador de palots……………………………………14 2.4.1.2. Mesa de selección…………………………………….15 2.4.2. Operaciones preliminares……………………………………..17 2.4.2.1. Lavadora de fruta……………………………….……17 2.4.2.2. Calibrador de fruta……………………………….…..19 2.4.2.3. Elevador de cangilones……………………..………..20 2.4.3. Extracción……………………………………………….………21 2.4.4. Colector de zumo………………………………………………23 2.4.5. Tamiz filtrante rotativo…………………………………..……24 2.4.6. Centrífuga…………………………………………………...…..25 2.4.7. Homogeneizador………………………………………………26 2.4.8. Tanque desaireador…………………………………..………..27 2.4.9. Intercambiador de calor…………………………………….....30 2.4.10. Tanques asépticos……………………………………….……33 2.4.11. Envasadora aséptica………………………………………….33
1
2.4.12. Encajadora……………………………………………………..38 2.4.13. Paletizadora…………………………………………………...39 2.5. Resumen de maquinaria…………………………………………….40 2.6. Cálculo de las tuberías ……………………………………………...41
3. Mano de obra……………………………………………………………..…….42 4. Ingresos y costes para el proceso productivo..………………………..…….42 Apéndice 1: Catálogos de maquinaria Índice de tablas
Tabla nº3.1: Volcador de palots…………………………………………15 Tabla nº3.2:Lavadora……………………………………………….…..19 Tabla nº3.3:Elevador de cangilones………………...…………………..21 Tabla nº3.4:Extractor………………………………….………………..23 Tabla nº3.5:Tamiz filtrante rotativo…………………………..………..25 Tabla nº3.6:Homogeneizador………………………………….………..27 Tabla nº3.7:Modelos de intercambiador multitubular de la serie MI…..33 Tabla nº3.8: Resumen de maquinaria…………………………….…….39 Tabla nº3.9:Necesidades de personal……………………………………40
Índice de figuras
Figura nº3.1: Diagrama del proceso productivo ……………………….12 Figura nº3.2:Volcador de palots...............................................................15 Figura nº3.3:Mesa de selección…………………………………………17 Figura nº3.4:Lavadora de fruta………………………………………....19 Figura nº3.5:Calibrador de fruta……………………………………….20 Figura nº3.6:Elevador de cangilones…………………………………...21 Figura nº3.7:Extractor de cítricos……………………………………....23 Figura nº3.8:Tamiz rotativo…………………………………….……...24 Figura nº3.9:Clarificadora…………………………….……………......26 Figura nº3.10:Homogeneizador………………………………….……..27 Figura nº3.11:Desaireador…………………………….........…….…….28 Figura nº3.12:Intercambiador de calor multitubular…………….…….31 Figura nº3.13:Sección de detalle de un cabezal de intercambiador de calor de la serie MI………….………………………..32 Figura nº3.14:Intercambiadores de calor de la serie MI en bastidor…...32 Figura nº3.15:Envasadora……………………………….……………..38 Figura nº3.16:Encajadora Wraparound…………...……….…………..38 Figura nº3.17:Paletizador cartesiano SIGMA..………….……………..39
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1. INTRODUCCIÓN
Se propone el proyecto de una industria de extracción para la obtención de zumo de naranja natural refrigerado que supondrá el 100% de la producción de la fábrica. La industria debe tener capacidad de procesado de 20.000 litros de zumo al día.
El desarrollo de la ingeniería del proceso de este proyecto comienza con el establecimiento de un diagrama del proceso productivo obtenido tras la descripción de cada actividad para la elaboración del zumo.
Tras esto, se realiza un profundo análisis de las alternativas tecnológicas para llevar a cabo cada una de las operaciones unitarias, seleccionando la más adecuada en este caso y justificándolo. Para llevar a cabo el proceso de selección se han consultado diversas fuentes y casas comerciales, obteniendo una variedad de alternativas para escoger la maquinaria más acorde con el proyecto y sus necesidades, con su correspondiente resumen de la maquinaria.
Por último se hace un estudio de la mano de obra necesaria para el correcto funcionamiento del proyecto.
2. PROCESO PRODUCTIVO
2.1. Actividades del proceso
Se procede a la descripción de una forma general del proceso de elaboración del zumo de naranja, desde la recepción de la fruta hasta la obtención del producto final y su expedición.
La planta será automática casi en su totalidad para evitar en la mayor medida el factor de error humano.
Se selecciona un sistema de funcionamiento continuo y cerrado (desde la extracción del zumo), previniendo así el riesgo de oxidaciones por mezcla de aire con el producto.
La instalación debe tener un diseño higiénico y todas las partes en contacto con el líquido serán de acero inoxidable y otros materiales inertes.
La mayor parte de los componentes (centrífugas, pasterizador, bombas, tuberías etc) se pueden limpiar “in situ”, es decir, sin necesidad de desmontar, haciendo pasar soluciones de detergentes.
2.1.1. Operaciones preliminares
La fruta llega en palots mediante camiones y se somete a una serie de operaciones para prepararla para la buena extracción del zumo y posteriores tratamientos. 2.1.1.1. Recepción
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La materia prima (naranjas), se adquirirá mediante donaciones de agricultores con excedentes o provenientes por cosechas en verde o renuncias a efectuar la cosecha, por donación de fábricas de zumo o campañas de recogida de grandes centros. En caso de no obtenerse el mínimo de cantidad y estando en condiciones económicas adecuadas, se procederá a la compra de naranjas de las regiones de la Comunidad Valenciana por su proximidad para conseguir menores costes de transporte y evitar lo máximo posible el deterioro de la materia prima hasta su procesado.
Los camiones al llegar se pesarán, para más tarde realizar otra pesada del camión después de la descargar para así obtener los kilogramos de fruta recibidos. La recepción de la fruta variará en función de la fruta conseguida mediante donaciones o comprada con los fondos de la federación, equilibrando la recepción diaria para crear un modelo “just in time” y no tener que almacenar fruta y evitar así posibles podredumbres u otro tipo de pérdidas en la cantidad o calidad del zumo a elaborar.
La fruta llega en palots diferentes según la procedencia de la fruta, pero siendo siempre de materiales aptos según las condiciones de seguridad alimentaria existentes. La descarga se realiza de forma manual mediante carretillas que se llevarán a una zona de descarga para luego iniciar la línea de producción con el volcador de palots que descargará la fruta en una mesa de selección.
2.1.1.2. Selección
Consiste en la eliminación de la fruta que no cumpla las condiciones necesarias para la correcta extracción del zumo. La mesa de selección comprende generalmente un elevador de rodillos situado normalmente en posición horizontal y una cinta transportadora para los destríos. Los rodillos se apoyan sobre guías de madera que presentan un movimiento de rotación haciendo girar la fruta, para verla en su totalidad. La cinta se sitúa indistintamente encima o debajo del elevador.
Los operarios se sitúan a los laterales de la mesa, y se encargan de inspeccionar visualmente la fruta y de forma manual, separan la fruta según su calidad definida por unos criterios establecidos. La fruta no apta, se pasa a la cinta de destrío.
Las naranjas seleccionadas por sus óptimas condiciones pasan a la siguiente operación: El lavado.
2.1.1.3. Lavado y cepillado
Consiste en la eliminación de todas las materias extrañas presentes en la fruta que puedan contaminar los productos finales, mediante una lavadora de fruta.
Las naranjas entran en la lavadora y son sometidas por un sistema de inmersión o de aspersión a unos productos limpiadores para estas. La fruta
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circula por unos cepillos giratorios que limpian suavemente su superficie eliminando el polvo, partículas de suciedad y otros productos químicos que aún queden adheridos.
Al terminar el lavado, la fruta es descargada de la lavadora a un calibrador.
2.1.1.4. Calibrado
El calibrado de las naranjas es una operación imprescindible debido al gran requerimiento que exigen los extractores de jugo del diámetro de la fruta para su correcto funcionamiento.
Así se consigue un aumento en la producción del zumo y un mejor mantenimiento de los extractores.
El calibrador permite trabajar con cualquier tipo de fruta más o menos esférica y principalmente la achatada, aunque en este caso se trata de naranjas, una fruta esférica.
El funcionamiento del calibrador consiste en pasar la fruta a un conjunto de pares de rodillos calibradores que presentan movimientos de rotación y traslación. De cada par de rodillos calibradores, el primero va junto a un par de cadenas, las cuales aplican un movimiento de translación. El segundo rodillo va con el primero y apoyado sobre una guía quebrada. La fruta termina siendo descargada en tres cintas inclinadas.
Tras el calibrado, la fruta se descarga en tres cintas inclinadas de alimentación de los extractores. Estas cintas disponen de difusores ajustables y están en pendiente para que la fruta caiga por gravedad y alimente a los extractores, éstas deben de estar llenas para que los extractores puedan trabajar con mayor rendimiento. Las frutas excedentes son llevadas de nuevo al calibrador, mediante una cinta de retorno, aumentando notablemente el rendimiento.
2.1.2. Extracción del jugo
La fruta es suministrada mediante los elevadores de cangilones a los distintos extractores según su tamaño. La fruta se dirige individualmente a las copas de extracción. Cada naranja cae en la copa inferior, la cual automáticamente las centra y posiciona para la extracción. La parte superior desciende mientras las copas se entrelazan, aplicándose presión sobre toda la superficie de la fruta, una vez es separada la piel. La extracción se debe hacer de una manera rápida para evitar daños irreparables en su calidad.
La base de la copa inferior tiene un cortador de acero inoxidable que conduce el zumo al tubo colador (pretamizador). El cortador realiza una incisión circular en la base de la naranja, y mientras las copas ejercen presión, el interior de la fruta es llevado completamente hacia el tubo colador (pretamizador), donde el zumo y la pulpa son separados instantáneamente de las semillas y la membrana. Sólo pasan al depósito el zumo y la pulpa.
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Uno de los mayores beneficios de utilizar la extractora de cítricos “en línea”, es la calidad del zumo debido al principio de separación instantánea del zumo de la piel, membranas y semillas, ya que de permanecer en contacto con el zumo durante un periodo de tiempo, aportarían efectos en el producto final no deseados como sabores extraños o mayor amargor. Con este sistema de extracción obtendremos además un menor contenido en aceites esenciales en el zumo.
La calidad también está asegurada por una higienización máxima, conseguida por el uso de acero inoxidable en la fabricación de los diferentes componentes del extractor, así como de los tamices y tuberías de transporte de zumo.
El rendimiento en zumo de este tipo de extractor, es mayor que otros sistemas alternativos. Un perfecto funcionamiento en este sentido se consigue mediante una correcta alimentación y se debe al hecho de que el proceso es independiente del tamaño y forma de la fruta.
El extractor es capaz de procesar cualquier tipo de fruta y variedades cítricas, incluyendo limas, mandarinas, naranjas y pomelos. Esta versatilidad se traduce en un ahorro de espacio e inversión de equipos.
Además este tipo de extractor es capaz de aprovechar subproductos tales como: Recuperación de aceites esenciales y producción de pienso.
2.1.2.1. Recuperación de aceites esenciales:
El extractor en línea, es el único que permite obtener aceite esencial, a la vez que exprime el zumo, mediante la aplicación de unas duchas de agua caliente, la temperatura del agua es de 15 ºC, durante la extracción a la corteza de la fruta. Este proceso no solo minimiza el espacio necesario sino también el consumo de energía, a la vez que aumenta el rendimiento. El consumo de agua se minimiza recirculándola. La calidad del aceite es máxima por recuperarse por procedimiento sin aporte térmico, mediante una separación de la emulsión del aceite en agua obtenida, mediante una centrifugación. 2.1.2.2. Producción de pienso
Con las pieles, membranas y otros subproductos pueden obtenerse piensos. Un estudio llevado a cabo por uno de los mayores fabricantes de maquinaria para tratamiento de pieles y obtención de piensos, ha determinado que los subproductos obtenidos por este sistema de extracción, requieren menor proceso de triturado, presión secado y, por tanto, menor capacidad de evaporación, para obtener la misma cantidad de piensos que con otros sistemas alternativos.
2.1.3. Tamizado del zumo
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Para reducir el contenido de pulpa del zumo será tratado por un tamiz rotatorio.
El zumo proveniente del extractor es conducido por gravedad hasta el tamiz que tiene un mínimo ajuste existente entre el tornillo de empuje y las cribas que mantiene todos los tamices limpios haciendo que el flujo de zumo sea constante.
Para conseguir una mayor reducción de la pulpa, después se utiliza una separadora centrífuga. Ésta trabaja como clarificadora, es decir, hay un solo líquido que abandona la salida libre de los sólidos que son retenidos por la máquina y dispersados a intervalos regulares. .
2.1.4. Homogeneizado
Es la operación necesaria para poder elaborar un producto homogéneo y alcanzar unos determinados objetivos organolépticos.
Se realiza en tanques de acero inoxidable equipados con un agitador en el fondo del tanque, para mantener los sólidos en suspensión evitando que éstos precipiten.
La instalación de dos o más tanques asegura un flujo continuo de producto para las siguientes etapas. 2.1.5. Desaireación
Los objetivos de la desaireación son el mantenimiento de los niveles de vitamina C y la reducción de los cambios de color durante el almacenamiento y limitar los cambios en el aroma y sabor durante la vida útil del producto.
El zumo homogeneizado es llevado al desaireador. Es necesario quitar el aire presente en el zumo para evitar posibles oxidaciones del zumo, eliminando tanto el oxígeno como el dióxido de carbono disuelto. Los condicionantes básicos de la desaireación son:
‐ Optimizar la eliminación del oxígeno presente en el zumo con la pérdida de características olfato‐gustativas.
‐ Vacío y temperatura inferior a la temperatura de ebullición.
‐ Problemas en productos muy viscosos y con fracción aromática importante
‐ No imprescindible en zumos envasados en caliente
‐ Adición de pulpa y fibra sobre el zumo ya caliente
El zumo circula a gran velocidad a través de un aspersor, en conexión con una bomba de aire, durante su caída en chorro o en lámina. Se aplica una bomba de vacío, en el tanque de desaireado, justo antes de pasar al pasteurizador. Lo normal para zumos de frutas es un contenido aceptable de
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oxígeno de 0,5‐1mg/L, para que los microorganismos presentes en el zumo, no puedan alterarlo demasiado. Antes de que el zumo llegue al desaireador, pasa por un depósito de regulación, de 160L de capacidad, el cual mantiene el producto a un nivel constante por encima de la entrada de la bomba, es decir, se mantiene la columna de líquido constante en el lado de la succión.
El depósito contiene un flotador conectado por una placa a un rodillo pivotando excéntricamente, que maneja la válvula de entrada al depósito citado. Cuando el flotador se mueve hacia abajo o hacia arriba con el nivel de líquido, la válvula se abre y se cierre respectivamente. Si la bomba toma más líquido del depósito que el que entra al mismo, el nivel cae y por tanto también el flotador. La válvula abre entonces permitiendo una mayor entrada de líquido. De esta forma, el líquido en el depósito se mantiene a un nivel constante.
La entrada está localizada en el fondo del depósito, de manera que el líquido que entra lo hace por debajo de su superficie.
Por lo tanto, no hay salpicaduras y sobre todo, no se produce aireación. El aire presente en el zumo, al entrar en el depósito, ascenderá. Esto origina una cierta desaireación, lo que tiene un efecto favorable sobre las condiciones operativas de la bomba y sobre el producto, que es tratado así de una forma más suave.
Los depósitos de regulación, se incluyen en sistemas de recirculación, donde el zumo retorna en caso de que se realice un insuficiente tratamiento término. En este caso, un indicador de temperaturas actúa sobre una válvula de desviación de flujo, que envía el producto hacia atrás, al depósito de regulación.
Esto provoca un rápido crecimiento en el nivel de líquido y también un rápido movimiento del mecanismo del flotador para cerrar la válvula de entrada.
El producto permanece entonces en circulación hasta que el defecto ha sido reparado o la planta es parada para su ajuste. Un procedimiento similar se emplea, para la circulación de las soluciones de limpieza, cuando la línea está siendo lavada.
La eliminación de aire reduce la cantidad de oxígeno disponible en el producto, susceptible de provocar la destrucción de la vitamina C, así como otras diversas reacciones de oxidación, que conducen a un deterioro de su calidad.
El aire y el oxígeno pueden penetrar en el producto durante la preparación y las diversas manipulaciones, a las que se somete el zumo. Por lo tanto se hace necesaria una reducción, de aire y oxígeno, en el zumo para obtener un producto de mejor calidad, que además tendrá una mayor vida útil.
Se puede practicar la eliminación de aire en la línea de producción justo antes de pasteurizar el producto.
Del desaireador el zumo es transportado al pasteurizador, siendo un intercambiador multitubular en este caso.
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Los sistemas de desaireación tienen como principal objetivo la retirada del aire que queda ocluido en la materia a procesar. Es aconsejable extraer el aire debido a que su presencia durante el tratamiento actuaría como una resistencia térmica adicional, absorbiendo una fracción de calor destinada al producto, disminuyendo de esta forma la eficacia del intercambio térmico. Por otra parte, la presencia de aire en la mezcla favorece la aparición de procesos oxidativos.
Por estas razones, en las líneas de proceso se suele situar uno de estos módulos antes de aplicar el tratamiento térmico.
2.1.6. Estabilización
La estabilización de los zumos es necesaria para alargar la vida útil y asegurar la calidad alimentaria del producto.
Los microorganismos más presentes en zumos con las bacterias lácticas, acéticas, mohos y levaduras. En el zumo de naranja el contenido microbiano dentro del rango de seguridad es de < 25.001 microorganismos/ml y un índice de diacetilo <0.351p.p.m. Los recuentos microbianos aceptados por la industria son: ‐ Zumo natural en cisternas refrigeradas: RTP de 500 a 1.000 ufc/ml, mohos y levaduras máximo 10 ufc/ml y ausencia de patógenos. ‐ Zumo natural recién exprimido: RTP < 3.000 ufc/ml ‐ Zumo natural concentrados congelados con 60‐65º Brix: RTP < 5.000 ufc/ml, mohos y levaduras < 100 ufc/ml y negativo en coliformes.
La pasterización es un tratamiento térmico al que se somete el zumo, en este caso, destinada a la elaboración de zumos; sus objetivos son la eliminación de los microorganismos patógenos y reducción de la población microbiana total.
La pasterización suele realizarse en un intercambiador de calor de placas o tubular, si se hace en continuo, a una temperatura y durante un tiempo determinados. Los tratamientos de pasterización alta más habituales en zumos para la elaboración de zumos son: a)85°C durante 30 minutos. b)90‐95°C durante 5‐10 minutos. c)120°C durante 2‐3 segundos.
Aunque existen otras muchas opciones de tratamientos térmicos de pasterización, la pasteurización es el método más corriente y eficaz para asegurar la estabilidad microbiológica y bioquímica de los zumos de fruta. En la práctica, en las industrias de zumos de fruta, los zumos son pasteurizados lo más rápidamente posible (“Flash Pasteurized”). Requieren un envasado aséptico y se divide en cuatro secciones: La sección de precalentamiento mediante recirculación del zumo pasterizado, sección de calentamiento (agua o vapor), sección de mantenimiento y sección de enfriamiento.
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También se emplean la pasteurización discontinua y la pasteurización en el envase en la que se pasteuriza el envase y su contenido a la vez, sin haber fase de precalentamiento.
La combinación tiempo‐temperatura requerida para inactivar las enzimas y microorganismos indeseados, depende en gran medida del pH del zumo a tratar entre otros factores.
La mayoría de los microorganismos se desarrollan muy rápidamente, en un medio neutro o ligeramente ácido (pH 6,5‐7), mientras que lo hacen con mucha dificultad en un medio con pH inferior a cinco, por lo que las necesidades de esterilización en bebidas ácidas son menores, como es este caso.
La excepción son las bacterias lácticas, que pueden crecer y multiplicarse a un pH de hasta 2,5. Las bacterias formadoras de ácido butírico pueden desarrollarse a un pH entre 4 y 4,5. Los mohos y levaduras también pueden resistir y crecer en medios ácidos. 2.1.7. Envasado
El objetivo de envasar un producto es hacerlo llegar al consumidor final en perfectas condiciones y en unidades de tamaño adecuadas a las demandas.
Para conseguirlo, existen diferentes procedimientos de envasado, diferentes materiales de envasado y envases con distintas capacidades.
Los condicionantes en el proceso de envasado de zumos son los siguientes: ‐ Composición del producto y calidad del mismo ‐ Procedimiento de elaboración. Adaptación al proceso de elaboración ‐ Vida útil del producto ‐ Protección del producto durante la distribución, influencia en su calidad
y vida útil. ‐ Tipo y forma del envase
En esta etapa el zumo se envasa en cartones de Tetra Brik, de un litro de capacidad. Una vez que salen de la máquina de envasado aséptico pasan por un codificador, donde se les aplica un código de barras, mediante tecnología láser.
La máquina va recubierta totalmente en acero inoxidable y lleva un sistema de control que regula el funcionamiento.
La bobina lleva material suficiente para unos 8.000 envases de un litro de volumen. Con la carretilla se van suministrando las bobinas según se van necesitando.
Esta carretilla para la elevación y transporte de las bobinas está provista de brazos de elevación, que se maniobran hidráulicamente. Con el equipo se hace el cambio de bobina, con empalme del material de la que se está acabando y la nueva. Después de marcar el material de los envases, éste hace una serie de bucles que aseguran un avance suave y sin tirones, al tiempo que hacen posible
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una producción continua en el momento en que hay que empalmar nuevo material en rollo.
La máquina va provista de un avanzado sistema de control electrónico, que proporciona una gran seguridad, además de hacer que la máquina trabaje de una forma rápida y exacta.
El material del envase es esterilizado con agua oxígenada y en uno de los bordes se le aplica una cinta, que es la que sellará el empalme longitudinal entre ambos bordes del papel. El líquido sobrante de la esterilización es extraído por los rodillos y el aire estéril acaba de secar el papel. A continuación se controla la adaptación de la decoración a las muescas transversales del material del envase.
Entonces el material empieza a adoptar la forma de final del envase para su llenado, seguidamente es cerrado.
La máquina ha sido diseñada de manera que pueda conectarse a otras unidades.
La cubierta es desmontable, para facilitar así su limpieza. Por último viene el sistema de cierre de los envases por debajo del nivel
del líquido, el doblado y la salida de los paquetes terminados. 2.1.8. Embalaje
Los envases de zumo ya cerrados, pasan a la unidad de embalado, donde desde un cargador se recoge el material de cartón ondulado plano sobre el que se colocan los envases ya agrupados.
El cartón ondulado rodea seguidamente al grupo de envases y es encolado. Se ha formado así un bulto cerrado que puede resistir condiciones difíciles de distribución, estando listo para su paletización y posterior expedición.
2.2. Diagrama del proceso
En base a las actividades del proceso identificadas y descritas, se elabora el diagrama de proceso, ver Figura nº3.1: Diagrama del proceso productivo.
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Figura nº3.1: Diagrama del proceso productivo
Lavado
Selección
LogísticaLogística
Recepción de la fruta
Envasado aséptico
Recepción de la frutaRecepción de la frutaRecepción de la frutaRecepción de la frutaRecepción de la frutaRecepción de la fruta
Pasteurización
Desaireación
Homogeneización
Extracción d el z umo
Recepción de la fruta
Pasteurización
Desaireación
Homogeneización
Extracción del zumo
Selección
Recepción de la fruta55.000 kg
Lavado
Tamizado y centrifugado
Calibrado
Tamizado y centrifugado
55% Rdto.
Calibrado
Operaciones preliminares: Mermas 17%
19.000 l
Pulpa 7,5%
Envasado aséptico
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2.3. Calendario y horario del proceso productivo
Debido al carácter del proyecto, al coste de funcionamiento y aprovisionamiento y la voluntariedad de los trabajadores, la fábrica tendrá activa la línea de elaboración tres días a la semana siendo éstos: lunes, miércoles y viernes; y el mantenimiento y limpieza de equipos se realizará los sábados.
La elaboración de zumo de la industria se realizará en un turno diario de 7 horas por la mañana los días indicados de funcionamiento, seguidas de 1 hora de limpieza.
Debido al elevado coste de mantenimiento que requiere y el limitante calendario de la línea de elaboración, se podrá plantear como posibles proyectos futuros una utilización de la fábrica para otros fines durante los meses que no es temporada de naranja o la cesión a industrias cercanas colaboradoras con el proyecto.
2.4. Alternativas tecnológicas y maquinaria*
2.4.1. Recepción y almacenamiento de materias primas
Las naranjas llegan a la fábrica en palots transportados por camiones donde se descargarán en la sala correspondiente para poder dar comienzo al proceso productivo.
Descargada la fruta, comienza el proceso productivo con el transporte de las materias primas a la primera etapa. El sistema de transporte es variable según el tipo de fruta.
‐ Manzanas: Transporte por canales ‐ Peras: Transporte en cinta ‐ Cítricos: Transportadores de rodillos o cintas ‐ Frutas delicadas: Transporte en cinta
ALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS:
‐ Procesado inmediato: Se procesa la materia prima fresca según llega. Supone una rentabilidad en el proceso productivo, y requiere de menos mano de obra. Sin embargo, requiere unas buenas instalaciones de recepción para no dañar la fruta, por lo que implica menos mano de obra. Existe mayor variabilidad en la calidad y homogeneidad de la materia prima y no se tiene total garantía en el suministro.
(*) Toda referencia a modelo y/o casa comercial debe entenderse como
similar o equivalente
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‐ Procesado diferido: La materia prima es almacenada cuando llega a fábrica durante un periodo determinado hasta que se va utilizando para iniciar el proceso productivo. Se procesará la materia prima en estado de conservación a la hora de elaborar el zumo.
La fruta en condiciones de conservación presenta mayor rendimiento en zumo, garantiza el suministro en calidad y cantidad, requiere unas instalaciones de recepción menores y permite dejar el control a proveedores o realizar una inversión en instalaciones complejas.
Las distintas condiciones de conservación son:
‐ Refrigeración: las condiciones de refrigeración son variables según la fruta. La fruta madura suele tenerse entre 2 y 4º C. La fruta debe permanecer seca y en óptimas condiciones higiénico sanitarias.
‐ Refrigeración y atmósfera modificada: Las temperaturas oscilan entre 1 y 4º C, con una atmósfera rica en CO2 con un 40%. Este tipo de conservación puede producir problemas en algunas frutas empeorando su rendimiento en zumo y su color.
‐ Congelación: Las frutas congeladas presentan gran flexibilidad para el mercado, suponen un coste elevado de materias primas y de producto y la calidad de la materia prima es variable ya que puede haber pérdidas de peso del 4% al 6%, problemas en el color o un mayor rendimiento en zumo. Las operaciones preliminares se deben realizar junto con un tratamiento térmico lo que supone un coste energético añadido. Además aumentan los costes de almacenamiento y transporte.
PROCESO DE DECISIÓN:
Debido al mayor coste general del procesado diferido, se va a realizar un procesado inmediato. No se tendrá almacén de materias primas si no que se acordará con los proveedores de las naranjas las fechas y horarios establecidos para la entrega de la mercancía. Además, debido a la localización de la fábrica, próxima a la mayoría de los posibles proveedores se tiene mayor fiabilidad a la hora de cumplir los acuerdos.
2.4.1.1. Volcador de palots
Máquina fabricada para el volcado y vaciado de palots de forma automática. Incorpora un grupo neumático que facilita que el vaciado de los palots se realice de forma secuencial para evitar daños en el producto.
Se fabrica atendiendo a las distintas medidas tipos de palots con los que se vaya a trabajar y lo completan todos los elementos de seguridad y sensores necesarios para el correcto funcionamiento de la misma.
El volcador puede servirse como máquina individual, o, formar parte de un conjunto de manipulación de palots compuesto por los siguientes elementos:
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Desapilador automático de palots llenos, transportador de alimentación de palots, transferencia para los palots vacíos, apilador de palots vacíos y cuadro eléctrico con pantalla táctil a través de la cual se controla y coordina el funcionamiento del sistema.
MAQUINARIA SELECCIONADA:
Volcador de palots de “Talleres Juvisa, sl”.
Figura nº3.2: Volcador de palots
Tabla nº 3.1:Volcador de palots
Electricidad Potencia Producción Medidas
Volcador de palots
380V trifásica
N 50Hz
4 CV 35‐40 descargas/h
580‐750mm altura
2.4.1.2. Mesa de selección
Máquina utilizada para la selección manual de la fruta, eliminando la fruta no apta para someterse a la extracción de zumo, la cual presenta la particularidad de que al estar fraccionada, permite que el personal que
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selecciona, limite su campo de visión a un espacio más reducido, con lo que estamos consiguiendo una mejor calidad en la selección. Los principales criterios de clasificación son el grado de maduración, el estado de recepción y el estado sanitario.
La mesa de selección consta de dos cintas, la de la fruta seleccionada y la de destríos. La mesa de selección consiste en un elevador de rodillos, situado normalmente en posición horizontal, y una cinta transportadora para destrios o calidades inferiores. Los rodillos se apoyan sobre guías de madera en su movimiento de avance, de manera que adquieren un movimiento de rotación que hace girar la fruta, con el fin de verla en su totalidad. La cinta puede estar situada encima o debajo del elevador.
La mesa incorpora transportadores inferiores que recogen la fruta retirada en la mesa, buzones fabricados en acero inoxidable o metal a través de los cuales llega la fruta a los transportadores antes mencionados.
De forma opcional, la mesa puede incorporar el sistema de autolimpieza de rodillos, puede servirse en rodillo de aluminio o de plástico según las necesidades del cliente, y además, incorporar también las tarimas y escaleras de acceso para el personal.
MAQUINARIA SELECCIONADA:
Mesa de selección fraccionada de “Talleres Juvisa, sl”.
La ventaja de la mesa de selección fraccionada frente a una mesa simple, radica en que gracias a la partición de la misma, las personas que seleccionan la fruta disponen de un espacio de selección mas reducido, con lo que el campo de visión es menor teniendo como consecuencia, una menor cantidad de fruta a seleccionar, con lo que aumentamos la calidad de la selección.
Los operarios, situados sobre los estribos laterales, inspeccionan visualmente la fruta y separan manualmente las calidades conforme a criterios establecidos. La fruta de inferior calidad se deposita sobre la cinta de destrío. La operación se realiza de forma totalmente manual. Los operarios se sitúan cada metro o metro y medio, a lo largo de la mesa de selección.
De forma opcional la máquina puede llevar un sistema de autolimpieza para los rodillos de la misma, formado por una barra de cepillos motorizada y por una hilera de duchas.
La máquina incorpora transportadores de lona inferiores para sacar de la línea la fruta no apta según los criterios de selección empleados dirigiéndolos a una tolva junto con los otros desechos.
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Figura nº3.3: Mesa de selección
2.4.2. Operaciones preliminares
2.4.2.1. Lavadora de fruta
Es una máquina diseñada para la eliminación de todos los restos de suciedad que puedan quedar en la superficie de las naranjas antes de la extracción del jugo.
ALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS:
‐ Sistema de aspersión o duchas: La fruta es sometida a un lavado superficial con el fin de que los restos de suciedad vayan perdiendo adherencia a la corteza mediante un sistema de duchas. Al mismo tiempo un sistema de rodillos que abarca toda la superficie de la máquina, realiza un enérgico lavado que elimina por completo los restos de suciedad, dejando la fruta en perfecto estado y lista para la extracción. Toda la máquina se fabricada en acero inoxidable, y posee las protecciones adecuadas para asegurar un perfecto funcionamiento. Se produce un consumo abundante de agua, elevado volumen de efluentes y carga orgánica importante.
‐ Sistema de inmersión y/o flotación: Consiste en el lavado de la fruta mediante inmersión en un volumen de agua con un contacto total con éste para su lavado. Se produce un consumo abundante de agua, elevado volumen de efluentes y carga orgánica importante.
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‐ Lavado en seco: Forma de lavado en la que no se utiliza agua, siendo menos efectiva en el lavado pero protege y evita daños en la fruta, además anula las desventajas del lavado con agua.
PROCESO DE DECISIÓN:
Debido a la mayor efectividad del lavado con agua, se va a proceder a utilizar un lavado con agua. Una vez el proceso productivo está en marcha y la fruta se lava, pasa muy poco tiempo hasta que se realiza la extracción del jugo por lo que se minimizan los daños que puedan producirse por el lavado con agua a la hora de reblandecimientos u otros problemas.
Concretamente se va a utilizar un sistema de duchas ya que el agua entrando en contacto con la fruta es limpia y es un proceso activo de lanzar agua a la fruta, que un sistema de inmersión en el que la fruta está sumergida en contacto continuo con el volumen de agua a gastar sin ningún tipo de fuerza.
MAQUINARIA SELECCIONADA:
Lavadora de fruta de “Talleres Juvisa, sl”.
Fabricada en acero inoxidable la máquina la componen las siguientes secciones:
‐ Sección de lavado. Sistema aplicador de jabón montado sobre la parte superior la máquina e hileras de barras de cepillos de nylon.
‐ Sección de aclarado, compuesto por líneas de duchas que aclaran el fruto evitando que queden restos de jabón, e hileras de barras de cepillos de pelo natural.
‐ Sección de escurrido, formada por hileras de barras de aros de látex con sistema inferior para el escurrido de los aros que absorben el sobrante de agua que lleva la piel de la fruta.
‐ Sección de secado integrada por una hilera de ventiladores montados en la parte superior y a la salida de la máquina.
La máquina está dotada de movimiento de rotación de las barras y de un sistema motorizado de cortinas fijas para facilitar la extracción de la fruta.
En la parte inferior se montan bandejas en acero inoxidable o poliéster que recogerán el líquido empleado en el proceso de lavado.
Tanto la rotación de los cepillos como el sistema motorizado de extracción de fruta cuentan con variador de velocidad.
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Figura nº3.4: Lavadora de fruta
Tabla nº3.2:Lavadora
Electricidad Potencia Producción Consumo de agua
Lavadora de fruta
380/220 V
50/60 Hz
4 CV 12,5 Tn/m de ancho
1250 l/h * m de ancho a 4Kg/cm2
2.4.2.2. Calibrador de fruta
Imprime a la fruta un movimiento de rotación y ésta va repartiéndose según su diámetro por las cintas de salida. El usuario puede regular estos calibres, teniendo en cuenta que siempre tienen que ir de menos a mayor tamaño. La máquina tiene un movimiento de translación y otro de rotación.
MAQUINARIA SELECCIONADA
Se selecciona el calibrador de rodillos de “Talleres Juvisa, sl”.
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Figura nº3.5: Calibrador de fruta
2.4.2.3. Elevador de cangilones
Del calibrador, la fruta pasa a unas cintas inclinadas (elevador de cangilones) para que la fruta caiga por gravedad en los extractores. El elevador de cangilones es un transportador capaz de trasladar el género entre dos puntos a diferente nivel. Consiste en una banda transportadora, provista de escalones transversales a modo de cangilones, que avanza entre dos tambores, uno motriz y el otro tensor, y sobre la que se sitúa el género a transportar.
ALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS:
‐ Manual: se recoge la fruta ya calibrada y se lleva hasta los extractores. Los operarios son los responsables del correcto y continuo suministro de fruta a los extractores.
‐ Cinta mecánica: Conectando el calibrador con los extractores, la fruta según sale del primero es transportada hacia el segundo, sin interrupciones ni variaciones de cantidad. El uso más extendido son los elevadores de cangilones ya que mediante cajones se recoge adecuadamente la fruta y puede ascender más rápido hasta la cota de entrada del extractor que con cintas normales.
MAQUINARIA SELECCIONADA:
Elevador de chevrones ECHV‐C de “VULCANO”.
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Figura nº3.6: Elevador de cangilones
Tabla nº3.3: Elevador de cangilones
Electricidad Potencia Peso Medidas
Elevador de cangilones
220/380/440 V
50/60 Hz
0,75 KW 250Kg 2500x2500x500mm
2.4.3. Extracción
Los objetivos de la extracción son conseguir el máximo rendimiento en zumo, obtener la máxima cantidad de sustancias beneficiosas para la calidad nutricional y sensorial del zumo (sustancias aromáticas, azúcares y ácidos, sustancias coloreadas como carotenos, antocianos y componentes de importancia nutricional como vitaminas y fibra) y obtener la mínima cantidad de sustancias no beneficiosas para la calidad del zumo como sustancias tánicas, glucósidos amargos, y aceites esenciales.
ALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS
Los sistemas de extracción dependen de las características de la materia prima, su fracción aprovechable y de los producto y subproductos deseados.
El sistema general de extracción es por prensada siendo el típico de frutas como manzanas, peras, frutas tropicales o delicadas. Existen distintos tipos de prensas: hidráulicas, de bandas y neumáticas. Sin embargo, para
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cítricos se utilizan sistemas de extracción muy específicos que son los que se van a utilizar.
PROCESO DE DECISIÓN:
Se utiliza el extractor tipo “en línea”, por la gran calidad de zumo que se obtiene. En adición a los zumos de alta calidad, el extractor de zumo cítrico en línea, simplifica la producción de productos especiales tales como el aceite frío y el saco de pulpa y facilita la producción de sólidos solubles cítricos de gran calidad extraídos mediante agua. Esto puede resultar en un significativo beneficio.
La limpieza del extractor está simplificada por el método de inyección de agua. Se conecta una línea de agua al final de la línea de zumo y el agua es inyectada a través del sistema completamente cerrado. También está disponible un sistema de boquillas spray para una rápida limpieza de las copas y los canalones de la piel.
Con la combinación de estos dos sistemas, la limpieza puede ser realizada semi automáticamente mediante una simple conexión de las líneas de limpieza de agua al extractor.
La calidad también está asegurada por una máxima higiene. Esta higiene es posible por el uso de construcciones de acero inoxidable en el extractor de zumo cítrico Fmc.
MAQUINARIA SELECCIONADA:
El extractor de cítricos Modelo 291B/391B de “JBT FoodTech”. Este modelo de extractor de zumos es el caballo de batalla de la
industria. Con 5 copas y operando a velocidades hasta 100 pasadas por minuto, esta máquina puede manejar fruta de un amplio rango de tamaños. Por ejemplo, las copas de 3” (76mm) están diseñadas para admitir frutas variables en tamaño desde los 44mm a los 83mm. Instalando la de 4” (102mm) en vez de la anterior, la misma máquina puede manipular tamaños de fruta desde los 83mm a los 108 mm de diámetro. Para clientes con fruta más pequeña, existen copas de 60mm que están diseñadas para el uso cuando la fruta es mayoritariamente menos de 57mm.
Figura nº3.7: Extractor de cítricos
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Tabla nº3.4:Extractor
Electricidad Potencia Peso Medidas
Extractor 220/380/440 V
50/60 Hz
0,75 KW 250Kg 2500x2500x500mm
2.4.4. Colector de zumo
A partir de la extracción del zumo se va a realizar un sistema de funcionamiento continuo y cerrado, para prevenir así el riesgo de oxidaciones por mezcla de aire con el producto.
Además, toda la instalación tendrá un diseño higiénico por lo que todas las partes en contacto con el líquido son de acero inoxidable y otros materiales inertes, incluyendo las tuberías desde el extractor hasta el fin del proceso, encargadas al grupo Hastinik con un diámetro nominal de 1 ¼”.
El zumo recién extraído se recoge en un depósito colector de zumo construido en acero inoxidable AISI 316.
2.4.5. Tamiz filtrante rotativo
La función del tamiz rotativo para zumos es la reducción del contenido en pulpa de un 12% a un 8%.
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El líquido a filtrar entra en el tamiz rotativo desde la parte posterior, por la tubería de entrada, de diámetro adecuado al caudal calculado, distribuyéndose uniformemente a lo largo de todo el cilindro filtrante. El cilindro que gira a baja velocidad, filtra el líquido a través de unos perfiles calibrados, quedando los sólidos mayores que la luz de malla seleccionada, retenidos en la superficie del tambor y evacuados posteriormente por el rascador. El líquido que pasa a través del cilindro filtrante es conducido hacia la salida que puede estar en la parte inferior o posterior del cuerpo.
MAQUINARIA SELECCIONADA:
Tamiz filtrante rotativo de “URSO”. Modelo 2425: El tamiz rotativo auto limpiante es una máquina que se
emplea para separar de manera continua, partículas sólidas en suspensión en un fluido. Es aconsejable en aguas residuales, industrias alimentarias, queserías, conserveras, azucareras, de bebidas, destilerías, bodegas, cerveceras, zumos de frutas, en mataderos, minas, y para tamizar productos químicos, papel, fibras, etc.
Figura nº3.8:Tamiz rotativo
Tabla nº3.5:Tamiz filtrante rotativo
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Diámetro y longitud
cilindro mm
Potencia Peso en vacío
Medidas mm
Tamiz filtrante rotativo
240 y 250 0,18 KW 65Kg 470x600x480
2.4.6. Centrífuga
El zumo que se obtiene por simple extracción tiene un alto contenido en sólidos (pulpa). Este inconveniente lo solucionan las centrífugas horizontales, reduciendo el contenido en pulpa, dejando el zumo de una forma adecuada para los procesos siguientes.
El procesamiento de frutos cítricos se diferencia considerablemente del procesamiento de otras frutas. La cáscara contiene aceites valiosos y también influye en el sabor del jugo. Por esta razón, no tiene mucho sentido triturar el fruto completamente o prensar la pasta.
Por ello, existen diferentes tecnologías para la extracción de frutos, es decir, cada tipo de fruta es procesada individualmente.
El jugo de naranjas recuperado de esta manera contiene aún una alta cantidad de partículas de turbios luego de ser procesado a través de los sistemas de extracción. Utilizando la tecnología de separación centrífuga es posible ajustar el contenido de turbios deseado en el jugo.
Así mismo, la utilización de centrífugas de discos y decanters permite la producción de jugos estables en turbios. Se realiza una clasificación de las partículas de turbios en el interior de la centrífuga. Cualquier material o partículas no deseados, puede separarse de acuerdo a los requerimientos del cliente. Esto hace posible evitar la formación de bagazos en el jugo.
La centrífuga horizontal presenta las siguientes ventajas: • Ocupa un menor espacio. • Es de funcionamiento continuo. • Consigue una mayor recuperación de sólidos. • Requiere poca vigilancia.
El decantador centrífugo separa dos o más fases de diferentes pesos específicos, especialmente en la separación de un líquido conteniendo sólidos en suspensión.
La separación de sólido y líquido ocurre en el interior de un tambor rotativo con formato cilindro / tronco‐cónico, en cuya superficie interna se deposita la fase sólida, más pesada, que es descargada de manera permanente por la espiral interna .En el producto que alimenta la máquina puede ser
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agregado un poli electrolito oportunamente elegido por tipo y características específicas con la finalidad de mejorar la separación sólido/líquido. El poli electrolito es normalmente adoptado en la deshidratación de los lodos. Aunque en este caso se opta por no agregarlo.
Las centrífugas de discos con tambor auto‐limpiante se utilizan en la versión “clarificadora” para la separación de sólidos no deseados en el producto final. Gracias a las altas fuerzas centrífugas es posible separar también partículas en suspensión muy finas.
MAQUINARIA SELECCIONADA:
Se selecciona la clarificadora para jugos de “Flottweg”. En concreto el modelo AC 1000 con una capacidad máxima de 500‐1500 l/h.
Figura nº3.9: Clarificadora
2.4.7. Homogeneizador
Después de despulpar el zumo, éste pasa a un tanque con sistema de agitación, en el que se mantienen los sólidos en suspensión mediante un agitador, colocado en el interior del tanque.
MAQUINARIA SELECCIONADA:
Homogeneizador 25MPa modelo SRH 3000‐25 de “Bihai machine”
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Figura nº3.10: Homogeneizador
Tabla nº3.6:Homogeneizador
Fuente de alimentación
Presión máxima
y nominal
Capacidad Peso Medidas
Homogeneizador 22KW 25MPa y 0‐
20Mpa
3000 l/h 1800Kg 1500x100x1200mm
2.4.8. Tanque desaireador
Las líneas de proceso suelen situar un tanque desaireador antes de aplicar el tratamiento por las razones descritas en el proceso productivo. Los sistemas de desaireación tienen como principal objetivo la retirada del aire que queda ocluido en la materia a procesar. Es aconsejable extraer el aire debido a que su presencia durante el tratamiento actuaría como una resistencia térmica adicional, absorbiendo una fracción de calor destinada al producto, disminuyendo de esta forma la eficacia del intercambio térmico. Por otra parte, la presencia de aire en la mezcla favorece la aparición de procesos oxidativos.
Los componentes principales del depósito desaireador son los siguientes:
• Válvulas automáticas: entrada del producto desde el depósito pulmón en línea previa (también entrada de agua para aclarados y arrastres y disolución CIP) y retorno desde el esterilizador
• Válvulas manuales: alimentación bomba producto, drenaje desaireador
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• Indicador de nivel vibratorio: nivel mínimo de seguridad para operación de bomba de producto
• Indicador de nivel proporcional: medida continúa del nivel de producto en el depósito
• Esfera de limpieza: difusión de la disolución de la limpieza CIP en el interior del depósito
• Boca de hombre: operaciones de mantenimiento, inspecciones del interior del desaireador, etc.
• Sensor de presión: para controlar el vacío generado en el interior del depósito
• Mirillas de policarbonato: inspecciones visuales
• Línea de vacío: condensador de aromas, bomba de vacío anillo líquido, válvula manual de ruptura de vacío, manovacuómetro, etc.
Figura nº3.11: Desaireador
El funcionamiento del tanque desaireador se basa en el vacío del régimen de trabajo, el desaireador retira por aspiración el aire o compuestos volátiles que pudiesen entrar en contacto con la superficie del producto.
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La entrada en el desaireador se realiza a través de una válvula automática. Este depósito dispone de un detector todo/nada de nivel mínimo y un sensor de nivel proporcional mediante presión diferencial. La entrada de agua para aclarados y arrastres se realiza a través de la válvula mencionada anteriormente.
El condensador en la parte superior del desaireador actúa como recuperador de aromas, ya que compuestos orgánicos volátiles (potenciadores del aroma, sabor, etc.) condensan y por gravedad caen de nuevo al desaireador incorporándose al producto. El nivel de vacío es regulado automáticamente por medio de una sonda electrónica de presión, siendo el medio condensador agua de torre y el vacío generado mediante una bomba de anillo líquido. El condensador de aromas puede ser un intercambiador de calor de tubo corrugado.
El desaireador actúa también como depósito pulmón, regulando la entrada de producto en la línea de proceso, de tal forma que siempre haya una cantidad mínima que pueda ser impulsado hacia la sección de tratamiento térmico.
A la salida del depósito, una bomba de desplazamiento positivo helicoidal impulsa el producto hacia la línea de proceso. El caudal de impulsión se puede regular gracias a un variador de frecuencia. Además, se instala un caudalímetro para control del caudal exacto del fluido circulando por la línea de proceso.
Para una limpieza CIP efectiva, se incluye una bomba centrífuga de limpieza conectada en serie a la bomba de producto.
A continuación de la bomba de producto se sitúan una válvula de seguridad frente a sobrepresión en la línea, un manómetro indicador y un termómetro visual, previos a la sección de calentamiento de producto.
Así mismo, los componentes del sistema de desaireación son: • Depósito desaireador • Bomba de desplazamiento positivo helicoidal
• Bomba centrifuga limpieza CIP
• Condensador de aromas
• Bomba de vacío anillo líquido
• Caudalímetro electromagnético
• Valvulería (válvulas manuales, automáticas, de sobrepresión, modulante) e instrumentación (indicadores de nivel, caudalímetro electro‐magnético, sensor de temperatura, termómetro) y otros elementos necesarios para el funcionamiento automático y control de la zona
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MAQUINARIA SELECCIONADA:
Tanque desaireador de “HRS Heat Exchangers”.
2.4.9. Intercambiador de calor
El zumo tiene que ser estabilizado para presentar unas condiciones saludables y durante un mínimo periodo de tiempo. La estabilización más común se basa en someterlo a altas temperaturas pero también existen otros métodos que se describen a continuación .
ALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS
‐ Pasteurización: ‐ Pasteurización Flash ‐ Pasteurización discontinua ‐ Pasteurización en el envase
‐ Nuevos sistemas de estabilización de zumos: ‐ Electro‐shock: Consiste en la aplicación de pulsos de alto voltaje (20kV). ‐ Empleo de altas presiones: Someter al zumo a presiones de 1.000 a 10.000
bares durante 30 minutos a una temperatura entre 25º C y 50º C. Así se consigue una destrucción de la flora microbiana (selectiva) y se requiere una conservación a temperatura baja por las enzimas y formas esporuladas. La principal desventaja es el coste elevado de este sistema siendo interesante en zumos muy ácidos, concentrados pero no en productos listos para el consumo.
PROCESO DE DECISIÓN
Se elige una pasteurización para conservar en la medida de lo posible las características propias de la fruta, alargando su vida útil y modificando su consumición.
El zumo recién extraído se va a someter a 95ºC durante 30 segundos
MAQUINARIA SELECCIONADA:
Se selecciona un HRS Serie MI: Intercambiador de calor multitubular alimentario de la empresa “Alfa Laval”.
El intercambiador de calor de la serie MI es un intercambiador de calor para uso de la industria alimentaria fabricado íntegramente en acero inoxidable. El producto a calentar o enfriar fluye a través de los tubos interiores. El servicio fluye a través de la camisa envolvente. La serie MI es el intercambiador de calor ideal para aplicaciones de pasteurización. Se utilizan tubos corrugados para incrementar los ratios de transferencia térmica lo cual hace de la serie MI un intercambiador mucho más eficiente que los intercambiadores de tubo liso normales. Aplicaciones:
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Fluidos de baja a media viscosidad.
Aplicaciones para la industria alimentaria.
Materiales:
Lado camisa: Acero inoxidable AISI 304.
Lado tubos: Acero inoxidable AISI 316L.
Conexiones:
Lado camisa: Clamp.
Lado tubos: Clamp.
Acabado:
Lado camisa: Pulido exterior.
Lado tubos: Rugosidad < 0,8 microns.
Condiciones de diseño:
Lado camisa: 10 barg / 150 °C.
Lado tubos: 10 barg / 150 °C.
Se incluye una junta de expansión (fuelle) en la camisa para absorber la diferencia de expansión entre la camisa y los tubos interiores.
Para grandes desempeños, se pueden interconectar varias unidades y montarse en un bastidor.
Para ver con mejor detalle el intercambiador se exponen las siguientes figuras.
Figura 3.12: Intercambiador de calor multitubular
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Figura 3.13: Sección de detalle de un cabezal de intercambiador de calor de la serie MI
Figura 3.14: Intercambiadores de calor de la serie MI montados en bastidor para una aplicación de zumo de frutas
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Tabla 3.7: Modelos de intercambiador multitubular de la serie MI
Modelo
Longitud
(m)
Superficie
(m²)
Conexión
lado
camisa
Conexión
lado
tubos
Caudal
máx.
lado
camisa
(m³/hr)
Caudal
máx.
lado
tubos
(m³/hr)
Volumen
lado
camisa (l)
Volumen
lado
tubos (l)
MI 7
76/18 3,0‐6,0 2,3 2ʺ 2ʺ 16 13 14,4 8,3
MI 12
89/16 3,0‐6,0 3,6 2,5ʺ 2 27 17 19,2 10,9
MI 12
104/18 3,0‐6,0 4,3 3ʺ 3ʺ 39 25 27,0 15,4
MI 21
114/16 3,0‐6,0 6,2 3ʺ 3ʺ 39 31 31,6 19,1
MI 21
129/18 3,0‐6,0 7,0 3ʺ 3ʺ 39 39 41,0 25,0
MI 32
154/18 3,0‐6,0 10,7 4ʺ 4ʺ 76 62 56,7 38,0
2.4.10. Tanques asépticos
El zumo pasteurizado se va almacenando en varios tanques asépticos que mantienen el producto a temperaturas entre 3ºC y 4ºC, lo que permite mantenerlo almacenado durante largos periodos de tiempo antes de proceder a envasarlo. Se procederá a llevar todo el zumo a estos tanques asépticos y se irá enviando el zumo a la envasadora, manteniendo el resto de la producción sobrante en los tanques hasta que finalice la producción.
Una vez pasteurizado el zumo éste pasa a unos tanques asépticos, donde chorros de vapor mantienen esterilizadas las tuberías por donde ha de pasar el zumo, cada vez que éste entra al depósito, manteniendo así estéril el producto, además de mantener refrigerado el tanque, a una temperatura seleccionada de 4 ºC, para así, en caso de necesidad o problema, se puede mantener el producto durante varios días, no más de tres, en dicho tanque.
2.4.11. Envasadora aséptica
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En esta unidad se envasa asépticamente el zumo, que viene de los tanques asépticos a la temperatura de 4ºC.
El objetivo de envasar un producto es hacerlo llegar al consumidor final en perfectas condiciones y en unidades de tamaño adecuadas a las demandas.
Para conseguirlo, existen diferentes procedimientos de envasado, diferentes materiales de envasado y envases con distintas capacidades.
En esta etapa el zumo se envasa en Tetra Brik de un litro de capacidad. Una vez que salen de la máquina de envasado aséptico pasan por un codificador, donde se les aplica un código de barras, mediante tecnología láser.
La llenadora aséptica El llenado en aséptico permite producir un producto estéril con un largo plazo de caducidad y una calidad microbiológica excelente, que además puede ser distribuido a temperatura ambiente. Esto reduce los costos del tratamiento térmico, transporte y almacenamiento. Este sistema utiliza sistemas de empaquetado estéril.
La máquina va recubierta totalmente en acero inoxidable y lleva un sistema de control que regula el funcionamiento.
La bobina lleva material suficiente para unos 8.200 envases de un litro de volumen. Con la carretilla se suministran las bobinas, que pesan unos 225 Kg.
Esta carretilla para la elevación y transporte de las bobinas está provista de brazos de elevación, que se maniobran hidráulicamente. Con el equipo (4) se hace el cambio de bobina, con empalme del material de la que se está acabando y la nueva. Después de marcar el material de los envases, éste hace una serie de bucles que aseguran un avance suave y sin tirones, al tiempo que hacen posible una producción continua en el momento en que hay que empalmar nuevo material en rollo.
La máquina va provista de un avanzado sistema de control electrónico, que proporciona una gran seguridad, además de hacer que la máquina trabaje de una forma rápida y exacta.
Como ya describimos con antelación, el material del envase es esterilizado con agua oxigenada y en uno de los bordes se le aplica una cinta, que es la que sellará el empalme longitudinal entre ambos bordes del papel. El líquido sobrante de la esterilización es extraído por los rodillos y el aire estéril acaba de secar el papel. A continuación se controla la adaptación de la decoración a las muescas transversales del material del envase.
Entonces el material empieza a adoptar la forma de tubo para su llenado, seguidamente es cerrado. Un elemento garantiza el sellado longitudinal cuando de produce una corta interrupción, cuando la máquina vuelve a ponerse en marcha.
La máquina ha sido diseñada de manera que pueda conectarse a otras unidades.
La cubierta es desmontable, para facilitar así su limpieza. Por último viene el sistema de cierre de los envases por debajo del nivel
del líquido, el doblado y la salida de los paquetes terminados.
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2.4.11.1. Sistemas de llenado
ALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS
‐ Llenado en frío: La distribución y vida útil suceden en condiciones de frío manteniendo la temperatura entre 0º C y 5º C y con una vida útil de 4 a 6 semanas. Es una alternativa óptima para la obtención de zumos frescos y procedentes de concentrados con pulpa y aromas añadidos. Los envases más empleados son del tipo “Pure Pack”.
Ventajas: Sistema económico en cuanto a las inversiones como en los costes de fabricación, se obtiene un producto de calidad con una buena valoración por parte del consumidor.
Desventajas: Presenta una limitada vida útil con su consecuente requerimiento de una distribución frecuente y su necesidad de almacenamiento y distribución en condiciones de refrigeración. ‐ Llenado en caliente: La distribución y vida útil del producto ocurren en condiciones de temperatura ambiente y con una vida útil variable en función de la calidad esperada. Son unas condiciones óptimas para la obtención de zumos procedentes de concentrados y frescos. Los envases más empleados son de vidrio y cartón.
Ventajas: Presenta una óptima calidad higiénico sanitaria y es más sencilla que el envasado aséptico, no necesita la esterilización del envase y tiene gran versatilidad en todos los aspectos.
Desventajas: Se requiere de una gran necesidad de espacio y de productos de gran estabilidad térmica.
2.4.11.2. Tipos de envasado
ALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS
El envasado aséptico ha sido desarrollado como resultado de las demandas del mercado de métodos de envasado para productos naturales.
Se estudian diversas alternativas en cuanto a tipos de envase.
‐ Latas:
Este modo de envasado es usado por aproximadamente el 90% del mercado. Sin embargo, para este tipo envases se utilizan cada vez más las técnicas de envasado aséptico.
Sus desventajas son:
• Es caro.
• Las latas vacías ocupan grandes estancias de almacenamiento.
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• Altos costes de manipulación.
• El llenado de los alimentos debe hacerse en caliente, por lo que hay una alta pérdida de calidad.
‐ Bidón aséptico
Fue una revolución como sustituto de las latas de 5 kg que se usan en el sector industrial. Es un bidón de alta tecnología, elaborado a partir de acero laminado en frío y recubierto internamente con una lámina de PVC de grado alimentario, sin plastificar. Se usa principalmente para el envasado de productos alimentarios líquidos o semi‐líquidos, como zumos, pulpas, purés y concentrados. Mantiene la calidad del producto y puede ser reutilizado varias veces una vez vacío. Desventajas: • Es caro.
• El llenado de los alimentos debe hacerse en caliente, por lo que hay una alta pérdida de calidad.
• Las latas vacías ocupan grandes estancias de almacenamiento.
• Difíciles de enfriar una vez llenos debido a sus dimensiones.
• Altos costes de manipulación.
‐ Tetra Brik Tetra Brik es el envase de cartón más simple e inteligente para gran
variedad de productos refrigerados. Es una solución muy eficiente en costes con características y funciones básicas que dan un gran valor a los consumidores.
Ventajas:
• Extremadamente eficiente en costes con baja utilización de recursos • Gran valor para los consumidores • Fácil de distribuir, almacenar en frigoríficos y en casa • Amplia elección de sistemas de apertura y cierre, desde los más básicos
hasta los más funcionales • Diseño atractivo y gran funcionalidad acreditada por varios premios • Positivo para el planeta ‐ fabricado con materias primas renovables y
cartón reciclable
Desventajas:
• No es un tipo de envasado adecuado para volúmenes industriales.
• No pueden llenarse productos con fibras y partículas.
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‐ Botellas, tarros de vidrio y PET
El vidrio está perdiendo protagonismo en el mercado y el PET se está desarrollando rápido para el llenado aséptico de zumos y otras bebidas. El gran problema de los envases de vidrio es su fragilidad.
‐ Alimentos congelados
La congelación de alimentos proporciona una mayor calidad en los alimentos, pero no es una tecnología bien establecida para propósitos industriales.
Desventajas:
• Logística.
• Almacenamiento.
‐ El llenado aséptico Puede usarse para cualquier tipo de fluido o producto pastoso procesado
por la industria alimentaria. Para satisfacer todos los requerimientos, los productores de bolsas asépticas utilizan varios tipos de materiales: de alta barrera, multicapas, laminados flexible, transparentes u opacos, coextruidos, metalizados en capas de aluminio. Se suele utilizar para un envasado tipo bag‐in‐box y bag‐in‐drum donde se llenan unas bolsas con el zumo que a su vez son introducidas en cajas o bidones.
Desventajas:
• El llenado en condiciones de esterilización produce pérdidas en la calidad nutricional del alimento además que en este caso someterías al zumo a un tratamiento térmico incluso mayor del recibido en el proceso.
• Incómodo para el consumidor
PROCESO DE DECISIÓN
Valorando todos los aspectos relacionados con el producto, su función, su consumición y el coste, se determina elegir envases de Tetra Brik por su gran comodidad tanto para manipular como para su utilización.
MAQUINARIA SELECCIONADA:
Se selecciona una envasadora para zumos de la empresa “Canopack”.
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Dispone tanto de llenado como de tapado en condiciones asépticas.
Figura 3.15: Envasadora
2.4.12. Encajadora
Los envases son dirigidos a otra máquina para su embalaje, donde se distribuyen en cajas, y se agrupan con cinta adhesiva para su posterior paletizado. Los envases son alimentados a la encajadora y agrupados según patrones de embalaje establecidos. MAQUINARIA SELECCIONADA:
Encajadora Wraparound de “Prodec”.
Figura 3.16: Encajadora Wraparound
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La encajadora Wraparound es de carga lateral, para confeccionar
embalajes secundarios. Este sistema permite obtener embalajes completos que envuelven completamente el producto, o cajas expositoras con tapas de protección superior. Diseño abalconado, y accionado por servomotores, también puede estar equipada con sistema de variación automática de formato para eliminar tiempos de cambio manual.
2.4.13. Paletizadora
Una vez en cajas, se debe proceder a paletizar para su posterior carga en camiones y transporte. La paletizadora puede unirse a la encajadora o trabajar de forma independiente.
MAQUINARIA SELECCIONADA:
Paletizador cartesiano SIGMA de “Prodec”.
Figura 3.17: Paletizador cartesiano SIGMA
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Este paletizador consiste en un sistema de robot cartesiano, con doble posición de palet, que permite efectuar su trabajo de forma ininterrumpida cuando se retira el palet que ha sido completado. Pensado para ser adaptado directamente a la salida de una encajadora formando una sola unidad, o de forma independiente, permite asimismo trabajar de forma simultánea con cajas y mosaicos, de diferentes dimensiones, con una velocidad de hasta 15 cajas por minuto.
2.5. Resumen de maquinaria*
Teniendo en cuenta que se procesan 19.000 litros de zumo al día y las alternativas seleccionadas, se recoge un resumen de la maquinaria utilizada en el proceso productivo en la Tabla nº3.8: Resumen de maquinaria.
Tabla nº3.8:Resumen de maquinaria
(*) Toda referencia a modelo y/o casa comercial debe entenderse como similar o equivalente
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ACTIVIDAD MAQUINARIA SELECCIONADA
CANTIDAD
Transporte materia prima
Volcador de palots (Juvisa)
1
Selección Mesa de selección fraccionada (Juvisa)
1
Lavado y cepillado Lavadora de fruta
(Juvisa) 1
Calibrado Calibrador de fruta
(Juvisa) 1
Transporte Elevador de cangilones
(Vulcano) 1
Extracción del jugo Extractor de cítricos (JBT
FoodTech) 3
Tamizado Tamiz filtrante rotativo
(URSO) 1
Centrifugado Clarificadora (Flottweg) 1
Homogeneizado Tanque homogeneizador
(Bihai machine) 1
Desaireación Desaireador (HRS) 1
Pasteurización Intercambiador de calor
multitubular (Alfa Laval)
1
Envasado Envasadora (Canopack) 1 Encajado Encajadora Wraparound 1
Paletizado Paletizador cartesiano
SIGMA 1
2.6. Cálculo de las tuberías
La línea de elaboración de zumo debe constar de unos sistemas de conductos, en este caso serán tuberías de acero inoxidable AISI 304 ó 316L con pulido sanitario (marca Fortinox o similar), que se instalarán a lo largo de la industria según el tipo de producto a transportar, caudal y velocidad.
La disposición de las tuberías deberán facilitar el transporte, un flujo laminar, evitar pérdidas de carga y puntos críticos respecto a higiene. Las uniones entre elementos se realizarán mediante soldadura.
Para calcular los diámetros de las tuberías se deben tener en cuenta dos parámetros como son el caudal másico y la velocidad.
El caudal másico se halla dividiendo el volumen de zumo al día (19.000 litros) entre el tiempo de procesado. Como el zumo aparece en el proceso
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después de la extracción, se va a tomar un total de 7 horas de circulación de zumo. El caudal másico = 19.000 l / 7h = 2, 71 m3/h = 0,754 l/s.
El diámetro de la tubería por la que circula el zumo, considerando una velocidad de 1,5 m/s, se determina con la siguiente ecuación: Qv = (v* π *D2)/4; 7,54*10‐4= (1,5m/s* π* D2)/4;
Despejando D en la ecuación se obtiene que el diámetro necesario es de 0,0253 m, es decir, 25mm.
Se tomarán tuberías de acero inoxidable con un Diámetro Nominal = 1 ¼” (31,75mm exterior) y con un espesor de 1,25 mm.
3. MANO DE OBRA
Para el adecuado funcionamiento de la fábrica, su buen mantenimiento y para la correcta elaboración del zumo, será necesaria una determinada mano de obra específica y especializada en cada función.
Los trabajadores se seleccionarán de entre todos los solicitantes a voluntarios por su perfil curricular, eligiendo los que se ajusten al personal requerido, no recibiendo ningún tipo de salario y pudiendo dejar su cargo cuando ellos deseen.
Las necesidades de personal consideradas se reflejan en la Tabla nº3.9:Necesidades de personal.
Tabla nº3.9:Necesidades de personal
FUNCIÓN CANTIDADCarretilleros/almacenistas 4
Selección de fruta 8 Personal administrativo 3
Mantenimiento 2 Limpieza 1 Supervisor 1
Técnico de laboratorio 1 .
4. INGRESOS Y COSTES PARA EL PROCESO PRODUCTIVO
4.1. Ingresos de FESBAL
4.1.1. Colaboración de las Administraciones Públicas
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La Unión Europea con el fin de ayudar a las Organizaciones de Productores de Frutas y Hortalizas (OPFH) promueve unos Programas Operativos (PO) mediante los que cofinancia el 50% de las inversiones que puedan servir para aumentar la eficacia de las OPFH, fundamentalmente mediante la concentración de la oferta, incremento de la calidad y productividad, técnicas respetuosas con el medio ambiente, etc. Los Bancos de Alimentos reciben y reparten al año más de 15 millones de Frutas y Hortalizas frescas procedentes de retiradas de más de 70 OPFHs.
En el PO también se pueden incluir retiradas de producto del mercado, con el fin de mantener más estable los ingresos de los agricultores cuando no pueden comercializar parte de su producción.
Si las retiradas se destinan a distribución gratuita, es decir, a la alimentación de personas necesitadas, la Comisión Europea abona el 100% a unos precios prefijados por ella.
FESBAL expone al Fondo Europeo de Garantía Agraria (FEGA) su objetivo de conseguir la transformación de naranja en zumo destinado a las Entidades Benéficas. El FEGA, con la misma actitud positiva de siempre, orienta e indica todos los trámites administrativos necesarios. Lo mismo se suele hacer con la Junta de Andalucía y con la Generalitat Valenciana.
4.1.2. Ayuda financiera La ayuda económica comunitaria a los agricultores posibilitaba recibir
naranja fresca a coste cero para FESBAL. Por tanto la materia prima se recibe de forma gratuita de los agricultores, como para una campaña del 2012 realizada por FESBAL, que al final, gracias a la colaboración de varias productoras de naranja se consiguieron 3.491.120 kg.
Para realizar el proyecto, falta ayuda financiera para hacer frente al coste de la transformación, envasado y distribución a los distintos Bancos de Alimentos. Afortunadamente, se puede obtener esta ayuda de distintas donaciones monetarias que recibe FESBAL como son de la Fundación Reina Sofía (FESBAL recibió 500.000 euros el año 2014), BBVA, Antena 3, La Sexta y para el transporte CHEP y GEFCO financian parte del transporte, así como AZKAR realiza generalmente de forma gratuita todos los grupajes.
4.2. Costes de FESBAL
La materia prima se va a recibir gratuitamente por lo que no supone ningún coste, así como la mano de obra, que también sale a coste cero al ser voluntarios todos los empleados en la fábrica.
El coste de adquisición de toda la maquinaria necesaria para la nave se encuentra detallado en el Presupuesto de la maquinaria de este TFG.
La nave es cedida por el Gobierno sin ningún tipo de alquiler o renta a pagar.
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Además de la maquinaria, el otro gasto considerable que se va a tener en cuenta es el coste de agua y electricidad. 4.2.1. Agua
Para el consumo de agua se debe incluir tanto el requerido por la maquinaria del proceso, como el de la limpieza general y gasto de duchas, lavabos e inodoros. Se estima un consumo de agua al mes (teniendo en cuenta la cantidad de días de funcionamiento de la fábrica) de:
‐ Proceso industrial: 1.000 m3/mes ‐ Agua bruta limpieza general: 200 m3/mes ‐ Aparato sanitarios: 90 m3/mes ‐ Total: 1.290 m3/mes Tomando como precio aproximado del m3 del agua unos 0,80 €/m3, el
gasto mensual de agua será 1.290 m3/mes x 0,80 €/m3 = 1.032 €/mes. 4.2.2. Electricidad
En cuanto al consumo de energía eléctrica se eleva a unos 29.000 kWh/mes, y aplicando una tarifa de 0,176573 € el kW/h (IBERDROLA), el gasto mensual de electricidad asciende a: 29.000 kWh/mes x 0,176573 €/kWh = 5.120,62 €/mes.
44
ANEJO Nº 4:
LOGÍSTICA
ÍNDICE
1. Introducción……………………………………………………………………...2 2. Logística del zumo………………………………………………………………2
2.1. Paletizado……………………………………………………..………..2 2.2. Destinatarios………………………………………………..………….2 2.3. Reparto…………………………………………..……………………..4 2.4. Adjudicación del transporte………………………………………….6
2.4.1. Camiones completos…………………………………………….6 2.4.2. Grupaje…………………………………………………………...7
2.5. Seguimiento de la campaña………………………………………….8 Índice de tablas
Tabla nº4.1: Calendario de expediciones cada mes….……………………..…2 Tabla nº4.2: Nº de beneficiarios por Banco………….……………………..…2 Tabla nº4.3: Nº de palets por Banco…………………………………….…….4
Tabla nº4.4: Distribución de camiones..………………….…………………..7 Tabla nº4.5: Distribución del grupaje..…..……………….………...………..7
1
1. INTRODUCCIÓN
La logística es una de las partes fundamentales en todo proyecto. El zumo elaborado se va a distribuir gratuitamente por toda España, repartiéndose el zumo el mismo día de su producción.
A la hora de llevar una industria es necesario tener fijada la logística tanto de entrada de materias primas como de salida de productos. La adquisición de las materias primas se establece para su llegada los días de funcionamiento de la planta y a primera hora de la mañana, siendo la logística a cargo de cada proveedor.
La expedición del zumo se va a organizar en campañas de 4 semanas cada una, funcionando la fábrica tres días a la semana, se cuentan con 12 días, iniciando un lunes como día 1, hasta la cuarta semana, siendo el viernes el día 12, como se representa en la Tabla nº 4.1: Calendario de expediciones cada mes.
Tabla nº 4.1: Calendario de expediciones cada mes
LUNES MARTES MIERCÓLES JUEVES VIERNES S D
1ª Semana 1 2 3 2ª semana 4 5 6 3º semana 7 8 9 4ª semana 10 11 12
2. LOGÍSTICA DEL ZUMO
2.1. Paletizado
El zumo, en envases de 1 litro, será transportado mediante palets americanos de 1,00 x 1,20 m colocando 760 litros por palet. Teniendo en cuenta una producción diaria de 19.000 litros, se estima la expedición de 25 palets diarios.
2.2. Destinatarios
El zumo se repartirá entre los distintos Bancos de Alimentos de España que posean la certificación correspondiente de su Comunidad Autónoma para la distribución gratuita de este tipo de alimento.
En la Tabla nº4.2: Nº de beneficiarios por Banco se muestra el total de 531.619 beneficiarios autorizados repartidos por Comunidades Autónomas.
Tabla nº4.2: Nº de beneficiarios por Banco
2
Banco BeneficiariosAlbacete 6.910Algeciras 1.440Alicante 4.243Almería 10.000Ávila 1.135Badajoz 1.980Barcelona 93.000Bilbao 4.775Burgos 2.982Cáceres 2.442Cádiz 9.784Castellón 2.227Ceuta Ciudad Real Córdoba 18.210Cuenca Gerona 31.840Granada 23.609Guadalajara Huelva 4.003Huesca Jaén 1.076La Coruña 8.031Las Palmas 42.251León 5.640Logroño 1.259Lugo 8.767Lérida 9.439Madrid 50.530Málaga 17.855Melilla Murcia (Cartagena) Murcia (Capital) Orense 3.214Oviedo 3.995Palencia 889
3
Palma de Mallorca 35.759Pamplona 8.016Ponferrada 4.465Salamanca 13.239San Sebastián Santiago Compostela 3.446Santander 3.179Segovia Sevilla 15.783Soria 1.800Tarragona 21.567Tenerife 23.575Teruel 995Toledo 1.554Valencia 4.018Valladolid 10.182Vigo Vitoria Zamora 476Zaragoza 12.039TOTALES 531.619
2.3. Reparto
El reparto de zumo se hará de forma proporcional al número de beneficiarios y para cada cuatro semanas, sumando una cantidad de zumo de 228.000 litros. Los palets resultantes en el reparto han sido modificados para que todos los bancos certificados puedan disponer de un mínimo de un palet aunque según sus porcentajes no llegaran a uno, ajustando la diferencia restándoles dos y uno a algunos de los más beneficiados como son Barcelona y Gerona, para tener un total de 300 palets a repartir a lo largo de esas cuatro semanas.
Se detallan los palets que corresponderían proporcionalmente a cada Banco, según el número de beneficiarios de cada uno, ver Tabla nº4.3: Nº de palets por Banco.
Tabla nº4.3: Nº de palets por Banco
Banco % LITROS PALETS Albacete 1,30% 2.964 4
4
Algeciras 0,27% 618 1 Alicante 0,80% 1.820 2 Almería 1,88% 4.289 5 Ávila 0,21% 487 1 Badajoz 0,37% 849 1 Barcelona 17,49% 39.886 50 Bilbao 0,90% 2.048 3 Burgos 0,56% 1.279 2 Cáceres 0,46% 1.047 1 Cádiz 1,84% 4.196 6 Castellón 0,42% 955 1 Ceuta Ciudad Real Córdoba 3,43% 7.810 10 Cuenca Gerona 5,99% 13.655 18 Granada 4,44% 10.125 13 Guadalajara Huelva 0,75% 1.717 2 Huesca Jaén 0,20% 461 1 La Coruña 1,51% 3.444 5 Las Palmas 7,95% 18.121 24 León 1,06% 2.419 3 Logroño 0,24% 540 1 Lugo 1,65% 3.760 5 Lérida 1,78% 4.048 5 Madrid 9,50% 21.671 29 Málaga 3,36% 7.658 10 Melilla Murcia (Cartagena) Murcia (Capital) Orense 0,60% 1.378 2 Oviedo 0,75% 1.713 2 Palencia 0,17% 381 1 Palma de Mallorca 6,73% 15.336 20 Pamplona 1,51% 3.438 5 Ponferrada 0,84% 1.915 3 Salamanca 2,49% 5.678 7 San Sebastián Santiago Compostela 0,65% 1.478 2
5
Santander 0,60% 1.363 2 Segovia Sevilla 2,97% 6.769 9 Soria 0,34% 772 1 Tarragona 4,06% 9.250 12 Tenerife 4,43% 10.111 13 Teruel 0,19% 427 1 Toledo 0,29% 666 1 Valencia 0,76% 1.723 2 Valladolid 1,92% 4.367 6 Vigo Vitoria Zamora 0,09% 204 1 Zaragoza 2,26% 5.163 7 TOTALES 100,00% 228.000 300
2.4. Adjudicación del transporte
Se procede a la petición de costes de transporte a varias empresas de transporte para luego decidir su adjudicación en función del precio.
Estudiando los repartos a realizar y las rutas, se decide la contratación de algún camión completo para los bancos que reciban mayores cantidades, y principalmente, de transporte por grupaje con la empresa “AZKAR” para la mayoría de los palets.
Se aseguran las condiciones necesarias para el transporte de zumo y además se acuerda con las empresas de transporte contratadas, la disposición del mismo conductor de cada día cada vez que se repitiera el calendario de las cuatro semanas, ya que así se evita posibles equivocaciones de los conductores cada vez que tienen que acceder por primera vez a un Banco de destino. 2.4.1. Camiones completos
Se va a contratar cuatro camiones completos: uno a Madrid, dos a Barcelona y otro para las Palmas. Al haber 25 palets al día y teniendo el camión una caja estándar, en la que entran 31 palets, los espacios serán rellenados por palets vacíos para evitar que se mueva la carga y se golpee.
El día 1 se contratará un camión completo con destino a Barcelona cargado con 25 palets.
El día 2 un camión de las mismas características que el del día 1 pero con destino a Madrid.
El día 3 un camión con destino a Las Palmas (haciéndose cargo la empresa del transporte desde la fábrica en camión hasta el puerto y luego desde el puerto al Banco de Las Palmas) cargado con 24 palets.
6
El día 12 un camión completo igual que el primero con destino a Barcelona.
Tabla nº4.4: Distribución de camiones
DÍA Nº PALETS DESTINO 1 25 Barcelona 2 25 Madrid 3 24 Las Palmas 12 25 Barcelona
Total 99 palets
2.4.2. Grupaje
La distribución del resto de días de cada campaña se realizará mediante grupaje, la empresa de transporte recogerá los 25 palets diarios y se encargará de repartirlos según lo establecido.
El día 3 sólo hay un palet para recoger por grupaje, ya que el resto están destinados a un camión distinto.
Tabla nº4.5: Distribución del grupaje
DÍA Nº PALETS DESTINO 3 1 Algeciras 4 13 Granada 10 Córdoba 2 Alicante 5 17 Gerona 4 Albacete 3 Bilbao 1 Toledo 6 20 Palma de Mallorca 3 León 1 Barcelona 1 Teruel 7 13 Tenerife 12 Tarragona 8 9 Sevilla 7 Zaragoza 6 Cádiz
7
3 Ponferrada 9 5 Almería 5 La Coruña 5 Lérida 5 Lugo 5 Pamplona 10 7 Salamanca 6 Valladolid 2 Burgos 2 Huelva 2 Santander 2 Santiago 1 Ávila 1 Badajoz 1 Cáceres 1 Logroño 11 10 Málaga 4 Madrid 2 Orense 2 Oviedo 2 Valencia 1 Castellón 1 Jaén 1 Palencia 1 Soria 1 Zamora
Total 201 palets
2.5. Seguimiento de la campaña
Se comunicará a cada Banco la cantidad y el día de expedición de sus palets con antelación, así como también se pedirá un informe de la entrega para poderse elaborar balances y revisar posibles fallos.
Así se recopilará y juntará la información final de todos los Bancos para conocer los resultados de cada campaña a fin de evaluar los resultados positivos y negativos y establecer unos ejes de mejora en caso de necesidad.
8
ANEJO Nº 5:
OPERACIONES
COMPLEMENTARIAS
ÍNDICE
1. Evacuación de aguas residuales……………………………………….………2 1.1. Entreplanta………………………………………………..….….….….2 1.2. Planta baja…………………………………………………….….…….4
2. Seguridad en caso de incendios…………………………………….…….……6 Índice de tablas
Tabla nº 5.1: UDs correspondientes a los distintos aparatos sanitarios……..2 Tabla nº 5.2: Diámetros de ramales colectores entre aparatos
sanitarios bajante…………………………………………….…3 Tabla nº 5.3: Diámetros de la entreplanta……………………………………4 Tabla nº 5.4: Diámetros de las bajantes según el número de
alturas del edificio y el número de UD…………………………5 Tabla nº 5.5: Diámetro de los colectores horizontales en función
del número máximo de UD y la pendiente adoptada……………5 Tabla nº 5.6: Diámetros de la planta baja……………………………….……6
Índice de figuras
Figura nº 5.1: Esquema saneamiento de la entreplanta…………….....……..2 Figura nº5.2: Esquema saneamiento de la planta baja...….….………...…….4
1
1. EVACUACIÓN DE AGUAS RESIDUALES
A partir del Documento Básico de Salubridad sección HS 5 Evacuación de aguas, del CTE (Código Técnico de la Edificación), se realiza el dimensionamiento de la red de saneamiento de la entreplanta y la planta baja.
1.1. Entreplanta
En la Figura nº 5.1: Esquema saneamiento de la entreplanta se muestra un esquema aproximado del saneamiento de la entreplanta para el nombramiento de la red.
Figura nº 5.1: Esquema saneamiento de la entreplanta
Fuente: Elaboración propia
C1 y C8 son ramales provenientes de un lavabo. C2 es la continuación de
C1, (no es un colector). C3 y C5 son ramales de inodoros. C7 es un ramal proveniente de una ducha. C4, C6, C9 y C10 son colectores. Dada esta distribución, para saber sus diámetros hay que consultar el Documento Básico HS Salubridad y utilizar sus tablas.
La Tabla nº 5.1.: UDs correspondientes a los distintos aparatos sanitarios se utiliza para el cálculo de C1, C2, C3, C5, C7 y C8.
Tabla nº 5.1: UDs correspondientes a los distintos aparatos sanitarios
2
Fuente: CTE DB‐HS Salubridad
La Tabla 5.2.: Diámetros de ramales colectores entre aparatos sanitarios y bajante para calcular C4, C6, C9, y C10.
Tabla nº 5.2: Diámetros de ramales colectores entre aparatos sanitarios y bajante
Fuente: CTE DB‐HS Salubridad
En la Tabla nº 5.3: Diámetros de la entreplanta se detallan los diámetros seleccionados para cada tubería.
Se establece un diámetro de proyecto en C4, C6 y C10 de 100 mm porque estos colectores no pueden ser menores en diámetro que los ramales que les llegan.
En C9 se elige también un diámetro de 100mm para no tener un gran catálogo de medidas y facilitar el montaje.
Los demás ramales se dejan igual porque si los subiésemos a 100, a parte de haber mucha diferencia, se proyectaría más peso innecesario para el forjado.
3
Tabla nº 5.3: Diámetros de la entreplanta
Tubería UD D mín (CTE) D proyecto
C1 1 32 32 C2 1 32 32 C3 4 100 100
C4 (1%) (C3 + C2)
5 90 100
C5 4 100 100 C6 (1%) (C4 + C5)
9 90 100
C7 2 40 40 C8 1 32 32
C9 (1%) (C7 + C8)
3 90 100
C10 (1%) (C6 + C9)
12 90 100
Fuente: Elaboración propia
1.2. Planta baja
Se realiza el dimensionamiento de la red de saneamiento de la planta baja de la misma manera que para la entreplanta.
En la Figura nº 5.2: Esquema saneamiento de la planta baja se muestra un esquema aproximado del saneamiento de la entreplanta para el nombramiento de la red.
Figura nº 5.2: Esquema saneamiento de la planta baja
Fuente: Elaboración propia
C1 y C2 son ramales provenientes del lavabo y C3 del inodoro. C4 es un
colector que une C2 y C3 para llevar el saneamiento hasta una arqueta. B5 (C5) es la bajante de de la entreplanta que llega hasta el colector C6. C7 es una
4
prolongación de C6. C8 es el ramal que une los sumideros con la arqueta y C9 es el ramal que lleva todo el agua residual a la arqueta exterior.
Se va a proceder al dimensionamiento de las tuberías utilizando las tablas del Documento Básico HS, Salubridad, punto 4.1.:Dimensionado de la red de aguas residuales.
Para C1, C2 y C3 se utiliza la Tabla nº 5.1.: UDs correspondientes a los distintos aparatos sanitarios.
C4 se va a calcular según la Tabla 5.2.: Diámetros de ramales colectores entre aparatos sanitarios y bajante.
Para C5 se utiliza la Tabla nº 5.4.: Diámetro de las bajantes según el número de alturas del edificio y el número de UD. Tabla nº 5.4: Diámetros de las bajantes según el número de alturas del edificio y el número de
UD
Fuente: CTE DB‐HS Salubridad
Los diámetros de C6 y C7 se establecen con la Tabla nº 5.5.: Diámetro de los
colectores horizontales en función del número máximo de UD y la pendiente adoptada. Tabla nº 5.5: Diámetro de los colectores horizontales en función del número máximo de UD y la
pendiente adoptada
Fuente: CTE DB‐HS Salubridad
En la Tabla nº 5.6: Diámetros de la planta baja se observan los diámetros
seleccionados para cada tubería.
5
El diámetro de C8 es 110mm porque el ramal de sumideros va a ser de PVC. A partir de este dato se establece que C3, C4, C6, C7 y C9 también van a tener un diámetro de 110 mm para facilitar el trabajo de instalación. La bajante y C1, C2 mantienen sus diámetros en la medida del proyecto.
No hay tabla para los sumideros, si no que el diámetro va en función del material a emplear. Los tubos serán de hormigón, por lo que se tomará un diámetro de 200mm.
Los sumideros tienen 9 UD porque estimamos que se gasta algo más de 4 l/s al limpiar los depósitos y según el Documento Básico HS Salubridad, 1 UD corresponde a 0,47 l/s.
Tabla nº 5.6: Diámetros de la planta baja
Tubería UD D mín (CTE) D proyecto C1 1 32 32 C2 1 32 32 C3 4 100 110
C4 (1%) (C2 + C3)
5 90 110
B5 12 63 63 C6 (1%) (C5)
12 90 110
C7 (1%) 12 90 110 C8 9 110
C9 (1%) (C4 + C7 + C8) 26 90 110
Fuente: Elaboración propia
2. SEGURIDAD EN CASO DE INCENDIO
Según el Documento Básico de Seguridad en caso de incendio del CTE, se establecen ciertas instalaciones de protección contra incendios.
Se dispone la dotación de extintores portátiles cada 15 metros de recorrido en cada planta, como máximo, desde todo origen de evacuación.
6
PLANOS
ÍNDICE
Plano 1: LOCALIZACIÓN EN LA COMUNIDAD VALENCIANA DEL MUNICIPIO DE RIBARROJA DEL TURIA Plano 2: LOCALIZACIÓN DE LA NAVE EN EL POLÍGONO INDUSTRIAL DEL OLIVERAL PERTENECIENTE A RIBARROJA DEL TÚRIA
Plano 3: DISTRIBUCIÓN EN PLANTA Y SECCIÓN
Plano 4: RED DE SANEAMIENTO Plano 5: CUBIERTA DE LA NAVE
1
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS AGRÓNOMOS
TRABAJO FIN DE GRADO PROYECTO DE: DISEÑO Y LOGÍSTICA DE UNA LÍNEA DE ELABORACIÓN DE ZUMO DE NARANJA NATURAL REFRIGERADO DE 20.000L/DÍA PLANO:
LOCALIZACIÓN EN LA COMUNIDAD VALENCIANA DEL MUNICIPIO DE RIBARROJA DEL TURIA
Nº: 1
ESPECIALIDAD: Ing. ALIMENTARIA
ESCALA:
1/1.700.000
LA ALUMNA: ISABEL ALONSO CABEZAS FIRMADO: ISABEL A.
FECHA: MARZO 2015
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS AGRÓNOMOS
PROYECTO FIN DE GRADO PROYECTO DE: DISEÑO Y LOGÍSTICA DE UNA LÍNEA DE ELABORACIÓN DE ZUMO DE NARANJA NATURAL REFRIGERADO DE 20.000L/DÍA PLANO:
LOCALIZACIÓN DE LA NAVE EN EL POLÍGONO INDUSTRIAL DEL OLIVERAL PERTENECIENTE A RIBARROJA DEL TÚRIA
Nº: 2
ESPECIALIDAD: Ing. ALIMENTARIA
ESCALA:
1/10.000
LA ALUMNA: ISABEL ALONSO CABEZAS FIRMADO: ISABEL A. FECHA:
MARZO 2015
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS AGRÓNOMOS
PROYECTO FIN DE GRADO PROYECTO DE: DISEÑO Y LOGÍSTICA DE UNA LÍNEA DE ELABORACIÓN DE ZUMO DE NARANJA NATURAL REFRIGERADO DE 20.000L/DÍA PLANO:
DISTRIBUCCIÓN EN PLANTA Y SECCIÓN Nº:
3 ESPECIALIDAD:
ING. ALIMENTARIA ESCALA:
1:250 EL ALUMNO: ISABEL ALONSO CABEZAS FIRMADO: . ISABEL A. FECHA:
MARZO 2015
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS AGRÓNOMOS
PROYECTO FIN DE GRADO PROYECTO DE: DISEÑO Y LOGÍSTICA DE UNA LÍNEA DE ELABORACIÓN DE ZUMO DE NARANJA NATURAL REFRIGERADO DE 20.000L/DÍA PLANO:
RED DE SANEAMIENTO Nº:
4 ESPECIALIDAD:
ING.ALIMENTARIA ESCALA:
1:250 EL ALUMNO: ISABEL ALONSO CABEZAS FIRMADO: ISABEL A. FECHA:
MARZO 2015
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS AGRÓNOMOS
PROYECTO FIN DE GRADO PROYECTO DE: DISEÑO Y LOGÍSTICA DE UNA LÍNEA DE ELABORACIÓN DE ZUMO DE NARANJA NATURAL REFRIGERADO DE 20.000L/DÍA PLANO:
CUBIERTA DE LA NAVE Nº:
5 ESPECIALIDAD:
ING. ALIMENTARIA ESCALA:
1:200 EL ALUMNO: ISABEL ALONSO CABEZAS FIRMADO: ISABEL A.
FECHA: MARZO 2015
PRESUPUESTO
MAQUINARIA
ÍNDICE
1. Introducción………………………………………………………………..……2 2. Precios en letra…………………………………………………….…….…........2
3. Presupuesto de maquinaria………………….……………………..………….3
4. Resumen general del presupuesto………….…………….………..…………3
1
1. INTRODUCCIÓN
Se va a hacer una estimación del presupuesto de la maquinaria necesaria para llevar a cabo el Anejo 3: Ingeniería del proceso.
2. PRECIOS EN LETRA
Nº DESCRIPCIÓN DE LA
MAQUINARIA PRECIO UNITARIO (€)
M.01 Volcador de palots CUATRO MIL DOSCIENTOS EUROS (4.200 €)
M.02 Mesa de selección fraccionada NUEVE MIL CIEN EUROS (9.100 €)
M.03 Lavadora de fruta VEINTIDOS MIL EUROS (22.000 €)
M.04 Calibrador de fruta DIECIOCHO MIL EUROS (19.500 €)
M.05 Elevador de cangilones DIECISEIS MIL EUROS (16.000 €)
M.06 Extractor de cítricos SETENTA Y DOS MIL EUROS (72.000 €)
M.07 Tamiz filtrante rotativo CUARENTA Y NUEVE MIL EUROS (49.000 €)
M.08 Clarificadora SESENTA Y CUATRO MIL EUROS (64.000 €)
M.09 Tanque homogeneizador NUEVE MIL EUROS (9.000 €)
M.10 Desaireador TRECE MIL EUROS (13.000 €)
M.11 Intercambiador de calor multitubular VEINTEMIL EUROS (20.000 €)
M.12 Envasadora OCHENTA Y DOS MIL EUROS (82.000 €)
M.13 Encajadora CUATRO MIL QUINIENTOS EUROS
2
(4.500 €) M.14 Paletizadora TRES MIL EUROS
(3.000 €) M.15 Carretilla eléctrica DOS MIL QUINIENTOS
EUROS (2.500 €)
M.16 Otros elementos, accesorios (tuberías, válvulas…)
TREINTA Y OCHO MIL EUROS (38.000 €)
3. PRESUPUESTO DE MAQUINARIA
Nº DESCRIPCIÓN MAQUINARIA
PRECIO UNITARIO (€)
TOTAL IMPORTE (€)
M.01 Volcador de palots 4.200 € 4.200 € M.02 Mesa de selección
fraccionada 9.100 € 9.100 €
M.03 Lavadora de fruta 22.000 € 22.000 € M.04 Calibrador de fruta 19.500 € 19.500 € M.05 Elevador de cangilones 16.000 € 16.000 € M.06 Extractor de cítricos 72.000 € 148.000 € M.07 Tamiz filtrante rotativo 49.000 € 49.000 € M.08 Clarificadora 64.000 € 64.000 € M.09 Tanque homogeneizador 9.000 € 9.000 € M.10 Desaireador 13.000 € 13.000 € M.11 Intercambiador de calor
multitubular 20.000 € 20.000 €
M.12 Envasadora 82.000 € 82.000 € M.13 Encajadora 4.500 € 4.500 € M.14 Paletizadora 3.000 € 3.000 € M.15 Carretilla eléctrica 2.500 € 2.500 € M.16 Otros elementos, accesorios
(tuberías, válvulas…) 38.000 € 38.000 €
TOTAL 503.800 €
4. RESUMEN GENERAL DEL PRESUPUESTO
Presupuesto total de maquinaria……………………………………………503.800 €
3
El presupuesto de la maquinaria de este proyecto asciende a la cantidad total de 503.800 €. QUINIENTOS TRES MIL OCHOCIENTOS EUROS.
En Madrid, marzo de 2015
La alumna:
ISABEL A.
Firmado: Isabel Alonso Cabezas
4
Apéndice 1: Catálogos de maquinaria
Ctra Daimús, 25 46701 GANDIA (Valencia) ESPAÑA Tel. 962 874 145 - Fax: 962 874 113 S.A.T. 670 402 108 [email protected] - www.juvisa.netCtra Daimús, 25 46701 GANDIA (Valencia) ESPAÑA Tel. 962 874 145 - Fax: 962 874 113 S.A.T. 670 402 108 [email protected] - www.juvisa.net
Electricidad 380 V, trifásica, neutro, toma de tierra a 50 Hz Potencia 4 CV Producción 35-40 descargas / horas Medidas del palot Desde 580mm hasta 750mm de altura
Electricidad 380 V, trifásica, neutro, toma de tierra a 50 Hz Potencia 4 CV Producción 35-40 descargas / horas Medidas del palot Desde 580mm hasta 750mm de altura
-Máquina fabricada para el vaciado de palots de forma automática. Incorpora grupo neumático que facilita que el vaciado del palots se realice de forma secuencial para evitar daños en el producto.Se fabrica atendiendo a las distintas medidas tipos de palots que vaya a trabajar. Lo completan todos los elementos de seguridad y sensores necesarios para el correcto funcionamiento de la misma.El volcador puede servirse como máquina individual, o formar parte de un conjunto de manipulación de palots compuesto por los siguientes elementos: ? Desapilador automático de palots llenos.
? Transportador alimentación de palots.? Volcador automático de palots.? Transferencia para los palots vacíos.? Apilador de palots vacíos.? Cuadro eléctrico con pantalla táctil a través de la cual se controla y coordina el funcionamiento del sistema.
Información técnicaInformación técnica
Diseño, fabricación y montaje de máquinas desde 1975
VOLCADOR de PALOTS VOLCADOR de PALOTS
Ctra Daimús, 25 46701 GANDIA (Valencia) ESPAÑA Tel. 962 874 145 - Fax: 962 874 113 S.A.T. 670 402 108 [email protected] - www.juvisa.netCtra Daimús, 25 46701 GANDIA (Valencia) ESPAÑA Tel. 962 874 145 - Fax: 962 874 113 S.A.T. 670 402 108 [email protected] - www.juvisa.net
SISTEMA DE LIMPIEZA
TRANSPORTADORES
MESA DE PRESELECCIÓN FRACCIONADA
MESA DE PRESELECCIÓN FRACCIONADA
Diseño, fabricación y montaje de máquinas desde 1975
La ventaja de la mesa de selección fraccionada frente a una mesa simple, radica en que gracias a la partición de la misma, las personas que seleccionan la fruta disponen de un espacio de selección mas reducido, con lo que el campo de visión es menor teniendo como consecuencia, una menor cantidad de fruta a seleccionar, con lo que aumentamos la calidad de la selección.De forma opcional la maquina puede llevar un sistema de autolimpieza para los rodillos de la misma, formado por una barra de cepillos motorizada y por una hilera de duchas.La maquina incorpora transportadores de lona inferiores para sacar de la linea la fruta no apta según los criterios de selección empleados.
Ctra Daimús, 25 46701 GANDIA (Valencia) ESPAÑA Tel. 962 874 145 - Fax: 962 874 113 S.A.T. 670 402 108 [email protected] - www.juvisa.netCtra Daimús, 25 46701 GANDIA (Valencia) ESPAÑA Tel. 962 874 145 - Fax: 962 874 113 S.A.T. 670 402 108 [email protected] - www.juvisa.net
Características técnicas 380/220 V, trifásica, N, toma de tierra, 50/ 60 Hz Potencia 4 CV Consumo de agua 1250 ltros / hora por metro de ancho a 4 Kg /cm2 Producción 12.5 Tn por mero de ancho
Características técnicas 380/220 V, trifásica, N, toma de tierra, 50/ 60 Hz Potencia 4 CV Consumo de agua 1250 ltros / hora por metro de ancho a 4 Kg /cm2 Producción 12.5 Tn por mero de ancho
LAVADORA DE FRUTALAVADORA DE FRUTA
Fabricada en acero inoxidable la máquina la componen las siguientes secciones:- Sección de lavado. Sistema aplicador de jabón montado sobre la parte superior la máquina e hileras de barras de cepillos de nylon.- Sección de aclarado, compuesto por líneas de duchas que aclaran el fruto evitando que queden restos de jabón, e hileras de barras de cepillos de pelo natural.- Sección de escurrido, formada por hileras de barras de aros de látex con sistema inferior para el escurrido de los aros que absorben el sobrante de agua que lleva la piel de la fruta.- Sección de secado integrada por una hilera de ventiladores montados en la parte superior y a la salida de la máquina.La máquina está dotada de movimiento de rotación de las barras y de un sistema motorizado de cortinas fijas para facilitar la extracción de la fruta.En la parte inferior se montan bandejas en acero inoxidable o poliéster que recogerán el líquido empleado en el proceso de lavado.Tanto la rotación de los cepillos como el sistema motorizado de extracción de fruta cuentan con variador de velocidad.La lavadora se construye en diferentes medidas atendiendo a la producción que hace el cliente y también al espacio disponible. Información técnicaInformación técnica
Diseño, fabricación y montaje de máquinas desde 1975
Maquina diseñada para calibrar fruta según el diámetro de la misma.La maquina tiene movimiento de rotación para los paquetes de rodillos, pero también movimiento de translación.La regulación del diámetro a establecer, se realiza a través de unos mandos de muy fácil ajuste.Siguiendo el sentido de la fruta, la regulación de los calibres ira de menor a mayor.Ofrece la posibilidad de ajustar ambos movimientos; rotación de los paquetes y translación de la cadena.La salida de la fruta puede ser a lonas, con lo que un transportador de banda, uno por cada calibre, recoge su calibre correspondiente, o bien a bandejas, donde se procedera a confeccionar las cajas.Es posible para un mismo calibrador combinar ambos sistemas de recogida o bien montar bandejas a ambos lados.
Ctra Daimús, 25 46701 GANDIA (Valencia) ESPAÑA Tel. 962 874 145 - Fax: 962 874 113 S.A.T. 670 402 108 [email protected] - www.juvisa.netCtra Daimús, 25 46701 GANDIA (Valencia) ESPAÑA Tel. 962 874 145 - Fax: 962 874 113 S.A.T. 670 402 108 [email protected] - www.juvisa.net
Medidas Según
Electricidad 380/220 V, trifásica, neutro, tomas de tierra, 50/ 60 Hz
Potencia Según sus necesidades
Medidas Según
Electricidad 380/220 V, trifásica, neutro, tomas de tierra, 50/ 60 Hz
Potencia Según sus necesidades
CALIBRADOR DE RODILLOSCALIBRADOR DE RODILLOS
Diseño, fabricación y montaje de máquinas desde 1975