Diseño de Plantas Proyecto Yogurt

 

 

UNIVERSID D N CION L  “PEDRO RUIZ GALL ” 

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS 

DISEÑO E INSTALACIÓN DE UNA PLANTA DE YOGURT BEBIBLE EN LA REGIÓN DE LAMBAYEQUE.  CURSO

: DISEÑO DE PLANTAS DE IND ALIMENTARIAS

DOCENTE : ING VILLEGAS NEIRA CESAR

INTEGRANTES : ASAÑERO QUENEMA LEODAN ROMÁN ZAPATA JACKELINE CAIPO SANTACRUZ KEREN VIDAURRE CAJUSOL JUAN

LAMBAYEQUE JULIO DEL 2017

 

I. 

INTRODUCCIÓN

Una planta industrial es un conjunto formado por máquinas, aparatos y otras instalaciones dispuestas convenientemente en edificios o lugares adecuados, cuya función es transformar materias o energías de acuerdo a un proceso básico  preestablecido. La función del hombre dentro de este conjunto es la utilización racional de estos elementos, para obtener mayor rendimiento de los equipos. Diseñar una planta es analizar los factores y principios fundamentales que están implicados en el desarrollo de un proceso técnico y económicamente eficiente, desde su estudio en el laboratorio hasta la instalación de la planta comercial, pasando por todas y cada una de las fases intermedias. En el diseño de planta no solo se estudia los aspectos técnicos de ingeniería sino también las diferentes fases f ases económicas del proceso. En este trabajo diseñaremos de forma minuciosa una planta procesadora de yogurt teniendo en cuenta la situación actual, como base fundamental para la creación del diseño de esta planta. En el año 1975 llegó el yogurt al Perú tal como lo conocemos hoy, un alimento natural fabricado industrialmente. Lo introdujo Laive y años después llegó Milkito y luego fueron entrando yogures de diferentes texturas cremosos, bebibles, con frutas y con sabores. El yogurt es una leche l eche coagulada obtenida por fermentación láctica ácida, producida por  Lactobacillus bulgaricus 

y Streptococcus thermophilus, de la leche pasteurizada o

concentrada con o sin adiciones (de leche en polvo, etc.).

 

II. 

OBJETIVOS

2.1. Objetivo general.   Estudio para el diseño e instalación i nstalación de una planta de yogurt bebible en la

•

región de Lambayeque  2.2. Objetivos secundarios.   Determinar el lugar más adecuado para la localización de la planta de

•

yogurt.    Conocer todo el proceso y distribución de los procesos y operaciones en

•

toda la planta.    Conocer los tamaños, materiales, volúmenes, manipulación, etc de todos

•

los equipos instalados en la planta industrial.  

 

III. 

MARCO TEÓRICO:

3.1. PRODUCTO 3.1.1. BREVE HISTORIA Existen pruebas de la elaboración de productos lácteos en culturas que existieron hace 4500 años. Los antiguos búlgaros migraron a Europa desde el siglo II estableciéndose definitivamente en los Balcanes a finales del siglo VII. Los primeros yogures fueron  probablemente de fermentación espontánea, quizá por la acción de alguna bacteria del interior de las bolsas de piel de cabra usadas como recipiente de transporte. La palabra  procede del término turco yoğurt, que a su vez deriva del verbo yoğurmak, “mezclar”,

en referencia al método de preparación del yogur. El yogur permaneció durante muchos años como comida propia de India, Asia Central, Sudeste Asiático, Europa Central y del Este hasta los años 1900, cuando un biólogo ruso llamado Ilya Ilyich Mechnikov expuso su teoría de que el gran consumo de yogur era el responsable de la inusual alta esperanza de vida de los campesinos búlgaros. Considerando que los lactobacilos eran esenciales para una buena salud, Mechnikov trabajó para popularizar el yogur por toda Europa. Le correspondió a un empresario judeo español llamado Isaac Carasso el industrializar la producción de yogur. En 1919 inició ini ció una planta de producción de yogur en Barcelona, llamando a la empresa Danone en honor de su hijo Daniel.

3.2.2. DEFINICIÓN DEL PRODUCTO PRODUCTO Según la FAO/OMS (1977) el yogurt es una leche coagulada obtenida por fermentación láctica ácida, producida por  Lactobacillus bulgaricus  y Streptococcus thermophilus, de la leche pasteurizada o concentrada con o sin adiciones (de leche en polvo, etc.). Los microorganismos del producto final deben ser viables y abundantes.

3.3.3. MATERIA PRIMA 3.3.3.1. Leche fresca Se utiliza leche fresca básicamente leche de vaca, la leche más apropiada es la que  posea un contenido elevado de proteínas por razón de su alta densidad, la leche debe cumplir con los requisitos siguientes:

 

Tabla 01: requisitos de la leche Ensayo

Requisitos

Método de ensayo

Materia grasa (g/100g)

Mínimo 3,2

NTP 202.028:1998

Solidos totales (g/100g)

Mínimo 11,4

NTP 202.118:1998

Acidez, expresada en g.

0,14 –  0,18

NTP 202.116:2000

1,0296 –  1,0340

NTP 202.007:1998

de ácido láctico (g/100g) Densidad a 15°C (g/ml) Fuente: NTP 202.001:1998 3.3.3.2. Cultivo de yogurt Generalmente constituidos por cepas de bacterias  Lactobacillus bulgaricus  y Streptococcus thermophilus 

generalmente se emplea el 3%. Estas bacterias van a

transformar la lactosa en ácido láctico. Lo que le da al yogurt su textura y su sabor distintivo. -Lactobacillus bulgaricus

Bacilos microaerófilos, grampositivos y catalasa negativos. Estos  Lactobacillus  homofermentativos forman 2.7% de ácido láctico en el proceso de fermentación de los azucares. Se desarrolla en temperaturas entre los 42 y 45°C y genera la disminución del  pH. - Streptococcus thermophilus

Es una bacteria que se desarrolla a temperaturas de 37 a 40 °C, puede resistir 50° hasta 60°C, por lo que se le considera termoresistente. Durante el proceso de ffermentación, ermentación, el  producto principal principal que genera eess el ácido láctico láctico..

3.3.4. INSUMOS 3.3.4.1. Azúcar Se utiliza azúcar blanca refinada (esto no quiere decir en polvo) se emplea 10-12 %.

3.3.4.2. Saborizante Se obtienen de fuentes naturales o artificiales. Se usan para proporcionar un aspecto más amplio de sabores. (Liza, 2009). Opcional, puede utilizarse generalmente cuando no se usa fruta.

 

3.3.4.3. Fruta Se emplea 20 g/1lt. Pulpa de fruta. Primero pelar la fruta y sacar la pulpa (50gr.), luego escaldarlo, es decir someter los trozos de pulpa a 80°C por 10 minutos (esto se hace  para tener el color color natural de la fruta).

3.3.4.4. Conservantes Son sustancias que preservan el gusto y el sabor y conservan al yogurt por más tiempo, inhibiendo o deteniendo el crecimiento de microorganismo como hongos y bacterias. El exceso de preservativos puede causar asma, erupciones en la piel e hiperactividad. (Liza, 2009). Los conservantes más usados son:

a)  Benzoato de sodio (E211) Es muy efectivo contra el crecimiento de levaduras y bacterias. Es difícil de disolver y tiene tendencia a precipitar en ácido benzoico. Bajo ciertas condiciones, reacciona con la vitamina C formando benceno, altamente tóxico para nuestro organismo por ser cancerígeno. b)  Sorbato de potasio (E202) Es menos efectivo que el benzoato de sodio ante ciertas bacterias. Es más efectivo en un medio menos ácido comparado al benzoato de sodio. Una de sus desventajas es que es muy costoso.

3.3.4.5. Colorantes Hace que el producto final sea visualmente más agradable. Corrige las variaciones naturales de color durante el procesado o el almacenamiento y da la característica propia de color de cada yogurt. Tienen efectos adversos en niños con hiperactividad. (Liza, 2009).

 

3.2. LOCALIZACIÓN: Las decisiones sobre la localización son un factor importante dentro del proyecto, por ello involucra a un staff de profesionales con reconocida experiencia laboral, ya esto determinara en gran parte el éxito económico de la planta, pues ésta influye no sólo en la determinación de la demanda real del proyecto, sino también en la definición y cuantificación de los costos e ingresos. Además, compromete a largo plazo la inversión de una fuerte suma de dinero. La localización elige entre una serie de alternativas factibles, por lo tanto, la ubicación será la que se adecue más dentro de los factores que determinen un mejor funcionamiento y una mayor rentabilidad del proyecto. En lo referente a la ubicación de la planta, éste se realiza considerando dos aspectos generales como son: la Macro localización y la Micro localización.

3.2.1. MACROLOCALIZACIÓN: La planta industrial de yogurt será ubicada en el departamento de Lambayeque puesto que presenta un punto central de conexiones entre la selva, sierra y la costa norte de nuestro país. Además forma parte de la cuenca lechera del norte con un porcentaje del 12,4 % de producción a nivel nacional. (Ver anexo I).

3.2.2. MICROLOCALIZACIÓN. Para la microlocalización de nuestra planta de yogurt se tomara en cuenta tres alternativas, las cuales se evaluaran con diferentes variables como: La disponibilidad y producción de leche fresca ( más importante). ✓  El costo de terreno. ✓ 

✓ 

El costo de transporte.

✓ 

La comercialización.

En la región de Lambayeque tomaremos como referencia 3 distritos que cumplen con estos requisitos los cuales serán evaluados de acuerdo a factores objetivos como subjetivos y estos son:

 

✓ 

LAMBAYEQUE

Este distrito se encuentra con factores favorables por lo que lo estamos considerando en nuestra evaluación y en la cual podemos mencionar que cuenta con:   Panamericana Norte:  Pista que nos mantiene comunicados con las

•

 principales ciudades del norte como también con los pueblos y ciudades  pequeñas que se encue encuentran ntran a su cerca cercanía. nía.  

•

Productor de leche fresca: Este distrito cuenta con varios establos que son  proveedores de leche fresca fresca..  Según: Ministerio de Agricultura y Riego (MINAGRI, 2017) ▪ 

El progreso (Tomas Matayana, San Nicolás) Produce: 16700 lt/ diario Precio a S/1.10 el litro.

▪ 

Santa Beatriz (Cesar Carpena, San Nicolás) Produce: 43000 lt/diario Precio de S/1.20 -130 el litro.

▪ 

Genética del norte (Galvarino Castro)  Produce: 30 000 lt/diario Precio de S/ 1.20 –  1.30  1.30 el litro.

✓ 

REQUE Este distrito también es uno de nuestras alternativas para instalar nuestra planta industrial pues cuenta con factores positivos. Según: Ministerio de Agricultura y Riego (MINAGRI, 2017)  

•

Panamericana Norte:  Pista que nos mantiene comunicados con las  principales ciudades del norte como también con los pueblos y ciudades  pequeñas que se encue encuentran ntran a su cerca cercanía. nía.

 

•

Productor de leche fresca: Este distrito cuenta con varios establos que son  proveedores de leche fresca fresca..  ▪ 

Maico SRL (Cerrillo Perrones) Produce: 165 000 lt/ diario Precio a S/1.10 el litro. Cantidad: 333 vacas

 

✓ 

POMALCA Este distrito es otra de nuestras alternativas para evaluar en nuestro proyecto  puesto que cuenta factores muy favorables.   Carretera Pomalca (PE- 6A): Pista que nos mantiene comunicados con las

•

 principales ciudades que se encuentran en la ruta a la sierra central de Cajamarca como también con los pueblos pequeños que se encuentran en su cercanía.  

Productor de leche fresca: Este distrito cuenta con varios establos que son

•

 proveedores de leche fresca fresca..  Según: Ministerio de Agricultura y Riego (MINAGRI, 2017) ▪ 

El Invernillo  Produce: 285 000 lt/ diario Precio a S/1.10 el litro.

▪ 

San Virgilio  Produce: 30 700 lt/ diario Precio a S/1.10 el litro.

▪ 

El algarrobo  Produce: 13 950 lt/ diario Precio a S/1.10 el litro.

IV. LOCALIZACIÓN DE PLANTA Para determinar nuestra localización de la planta se tomará en cuenta ciertos criterios de evaluación. Se tiene pensado ubicar la planta en la región de Lambayeq Lambayeque. ue.

4.1 CRITERIOS DE EVALUACIÓN: Los criterios de evaluación que se tendrán en cuenta para la determinar la ubicación ideal de la planta han sido determinados por la importancia y beneficios que tienen sobre el éxito del proyecto cuando se desarrolle; los cuales son presentados a continuación:

 

4.1.1. FACTORES CUALITATIVOS. ➢ 

Mercado disponible y cercano al lugar de ubicación de la planta.

➢ 

Disponibilidad del terreno para instalar la planta.

➢ 

Accesibilidad al lugar donde estará ubicada la planta.

➢ 

Disponibilidad de servicios básicos.

4.1.2. FACTORES CUANTITATIVOS. ➢  Costo del terreno ➢ 

Costo de la materia prima

➢ 

Costos de transporte

4.2 ALTERNATIVAS DE LOCALIZACIÓN: En el siguiente cuadro se presentan tres de las posibles alternativas de localización de la  planta, mostrando como características de dichos terrenos la ubicación, el área y su costo. Se cuenta con información de los terrenos ubicados

Materia Prima: Leche. Días de producción al año:  330 días Producción de la planta anual: 1 584 TN de producto terminado/año se envasará en  botellas de 1kg lo cual equivale a 1 584 000 bo botellas tellas de producto fina final.l.

Tabla N°2: Producción de yogurt bebible al año en la Planta 

Producción Producción Producto Ingreso al año Final/Año Materia Insumos/Día (Botellas/día) (botellas de 1 (%) YOGURT prima/Día kg) (kg) BEBIBLE 4000

20

 Fuente: Elaboración Propia (2017)

4800

1 584 TN

1 584 000

 

DIAGRAMA DE FLUJO 4000 kg/día

RECEPCIÓN DE LA MATERIA PRIMA (LECHE)

FILTRADO

Azúcar 10-12 %

ESTANDARIZADO

PASTEURIZADO

T= 72-73 °C t = 15- 20” 

ENFRIADO

Cultivo lácteo 2%

INOCULACÓN

FERMENTACIÓN

T= 37 °C t=5h

REFRIGERACIÓN

T= 4 °C t=4h

HOMOGENIZADO

FILTRADO

FRUTADO

ENVASADO (Botellas de 1 kg)

ALMACENADO

4 800 botellas /Día

 

COSTO DE TERRENO El costo de terreno es un factor objetivo muy importante para determinar la ubicación e instalar nuestra planta industrial por lo cual se ha buscado la disponibilidad de un terreno de iguales dimensiones en cada uno de los distritos que estamos evaluando para nuestro proyecto. (Ver anexos II)  Tabla N°3: Costo de Terreno 

CIUDAD Lambayeque Reque Pomalca

Metros Cuadrados(m2) 2000 2000 2000

Precio (S/.) 210 280 160 089 200 000  000 

 Fuente: Elaboración Propia (2016)

YOGUR BEBIBLE Sus especificaciones del producto que se va a elaborar en la planta planta industrial.

Tabla N°4: Especificaciones del producto producto

Producto

Yogurt bebible

Ingredientes

Leche, azúcar, concentrado de fruta, saborizantes, conservantes, conservan tes, colorantes

Textura

Cremoso, con pequeñas partículas de fruta.

Color Conservación Vida útil Sabor

De acuerdo a la fruta utilizada En botella a la temperatura de ≤ 8°C 3 meses Agradable y al tipo frutas

 Fuente: Codex-Stan-A-011a-1975. Norma del Codex para el Yogur (Yoghurt) y el Yogur  Azucarado

 

COSTO DE LA OPERACIÓN Este costo de operación es referente a los costos de la materia prima principal como también sus insumos utilizados para la elaboración del producto final. En la tabla siguiente se determinan costos generales de los gastos en las materias y a lo cual han sido calculado de acurdo a los precios de mercado actual. ( Ver anexo III).

Tabla N°5: Costo de Operación en Lambayeque  

Materiales 4000 kg de leche fresca 16 kg cultivo láctico 3.2 kg sorbato de potasio 1280 kg de Azúcar blanca 800 kg de fresa Otros Costo de la Operación Costo de la Operación Anual

Monto en s/. 5 400 192 50.56 168 396.80 6 089 400 184 128.36 2 209 540. 32

 Fuente: MINAGRI (2017)

Tabla N°6: Costo de Operación Reque

Materiales 4000 kg de leche fresca 16 kg cultivo láctico 3.2 kg sorbato de potasio 1280 kg de Azúcar blanca 800 kg de fresa Otros Costo de la Operación Costo de la Operación Anual

Monto en s/. 5 120 192 50.56 168 396. 80 6 089 400 180 248.36 2 162 980. 32

 Fuente: MINAGRI (2017)

Tabla N°7: Costo de Operación Pomalca 

Materiales 4000 kg de leche fresca 16 kg cultivo láctico 3.2 kg sorbato de potasio 1280 kg de Azúcar blanca 800 kg de fresa Otros Costo de la Operación Costo de la Operación Anual  Fuente: MINAGRI (2017)

Monto en s/. 4 800 192 50.56 168 396.80 6 089 400 179 928.36 2 159 140. 32

 

PROVEEDORES Y PRECIO DE MATERIA PRIMA Los proveedores son las empresas que nos abastecerán de un servicio o materias prima y en este caso será materia prima (leche fresca), adjuntado el precio puesto que así lograremos hacer una evaluación más exacta y objetiva. Los precios tomados en esta evaluación y determinación son de acuerdo a la información recopilada del MINAGRI, (2017). (Ver anexo IV)

Tabla N°8: Producción y Precio de materia prima 

PROVEEDORES

UBICACIÓN

El progreso Santa Beatriz

Lambayeque

Genética del norte Maico SRL

Reque

El Invernillo

TOTAL

PRECIO

LITROS /DÍA

(Kg)

16 TN

S/. 1.10

43 TN

S/ 1.20-1.30

30 TN

S/ 1.20-1.30

165 TN

S/. 1.10

285 TN

San Virgilio

Pomalca

El algarrobo

30 TN

S/. 1.10

13 TN

 Fuente: MINAGRI (2017) 

Tabla N°9: Precio de materia prima 

UBI BICA CAC CI N

TOTA TOTAL L

TOTAL

PRECIO

COSTO (S/)

(TN)

(kg)

(Kg)

M.P/Anual

Lambayeque

1 320 TN

1 320 000

S/. 1.35

1 782000

Reque

1 320 TN

1 320 000

S/. 1.28

1 689 600

Pomalca

1 320 TN

1 320 000

S/. 1.20

1 584 000

 Fuente: MINAGRI (2017)

 

COSTO DE SERVICIO El costo de servicio vienen a ser los gastos que se van realizar en pagos por los servicios lo cual se ha tomado algunos valores referentes de acuerdo a las tarifas establecidas por las empresas. (Ver anexo V) Tabla N°10: Costo de servicio 

Servicios Limpieza Luz, Agua, Teléfono e Internet

COSTO MENSUAL

COSTO ANUAL

Lambayeque

Reque

Pomalca

Lambayeque

Reque

450

500

480

5 400

6 000

5 760

670

600

650

8 040

7 200

7 800

TOTAL

13 440

13 200

13 560

 Fuente: Elaboración propia (2017)

COSTO DE PLANTA Tabla N°11: Costo Necesario para la instalación de planta

LAMBAYEQUE REQUE

POMALCA

Precio Venta Terreno 210 280 1 Tanque de recepción 8 460 1 Tanque de refrigeración 13 662.60 1 Mesas acero inoxidable 390 1 Marmita 5 845.40 1 balanza electrónica 220 2 Computadoras  4 000 1 Escritorio  250 3 Sillas Ejecutivas  660  1 Impresora Multifuncional  500 

Precio Venta 160 089 8460 13 662.60 390 5 845.40 220 4 000 250 660  500 

Precio Venta 200 000 8460 13 662.60 390 5 845.40 220 4 000 250 660  500 

1Costo Envasadora semilíquidos de la Operación Costo de servicio TOTAL (S/)

42 162 480980. 32 13 200 2 374 737.32

42 159 480140. 32 13 560 2 411 168.32

42 209 480540. 32 13 440 2 471 728.32

 Fuente: Interntet, (2017). (Ver anexos VI)   Nota: El precio de las maquinarias o equipos son precios ex exclusivamente clusivamente de la ciudad de Lim Lima. a. La cual se mantendrá el mismo precio para cada ciudad.

Pomalca

 

COSTO DE TRANSPORTE Este costo es muy importante pues ayuda a determinar cuánto se va a gastar en temas de transporte y sobre todo de distribución y al comercio en la ciudad de Chiclayo ya que esta ciudad se ha tomada como el punto de ventas del producto; esta decisión se debe a que esta cuidad cuenta con la mayor cantidad de población y es la capital de la región de Lambayeque. (Ver anexo VII)

Distancia: 0.80 ⁄  Transportar: = 1 584 TN Tabla N°12: Costo de Transporte para Chiclayo 

Precio en Distancia Toneladas ⁄  en Km

Ciudades Lambayeque

1 584 TN

S/ 0.80

Total

13.2 km 16 727.04

 Fuente: Elaboración Propia (2017)

Tabla N°13: Costo de Transporte para Chiclayo 

Precio en

Ciudades

Toneladas

Reque

1 584 TN

Distancia ⁄  en Km S/ 0.80

11.6 km

Total 14 699.52

 Fuente: Elaboración Propia (2017)

Tabla N°14: Costo de Transporte para Chiclayo

Precio en Ciudades Pomalca

Toneladas 1 584 TN

⁄  S/ 0.80

Distancia en Km

Total

7.5 km

9 504

 Fuente: Elaboración Propia (2017)

Tabla N°15: Costo de Transporte para cada Ciudad  

CIUDADES

Costo del Transporte

LAMBAYEQUE

16 727.04 

REQUE

14 699.52 

POMALCA

9 504 

 Fuente: Elaboración Propia (2017)

 

V. MEDIDA DE PREFERENCIA DE LOCALIZACIÓN: La determinación de la localización de la planta de un proyecto no es un análisis de factores tecnológicos, sino que está orientada a que permita las mayores ganancias entre las aalternativas lternativas que se se consideren consideren factibles.

Por ootro tro lado, tampoco es una

decisión puramente económica la que determina la localización de la planta del  proyecto, sino que hay que tomar en cuenta aspectos técnicos, legales, tributarios y sociales.

FÓRMULA: MPL=k (FOi) + (1-k) (FSi) 

Tabla N°16: Factores Objetivos en las 3 ciudades

CIUDAD

COSTO TERRENO

COSTO MATERIA PRIMA

COSTO DE PLANTA

COSTO TRANSPO RTE

TOTAL

 LAMBAYEQUE

210 280

1 782 000

2 471 728.32

16 727.04 

4 480 735.36

 REQUE

160 089

1 689 600

2 374 737.32

14 699.52 

4 239 125.84

POMALCA

200 000

1 584 000

2 411 168.32

9 504 

4 204 672.32

 Fuente: Elaboración Propia (2017) 

➢ 

FACTOR OBJETIVO: a) 

−

  = [4 480 480 735. 735.36× 36× ( . +   . +  .)]

 

  =,3 b) 

−     = [4 239 239 125. 125.84× 84× (  . +   . +   .)]    =,2

−    c)   = [4 204 204 672. 672.32× 32× (  . +   . +   .)]    

 =,

 

Luego:

MPL=0,80(FO) + 0,20(FS)

MPLA=0,80(0.323)+0,20(0,0)   MPL A=0,26

MPLB=0,80(0.342)+0,20(0,0)  MPL B=0,27

MPLC=0,80(0,345)+0,20(0,0)  MPLC =0,28 =0,28

Tabla N°17: Medida de preferencia de Localización Localización para Instalar la Planta

CIUDAD

COSTO TERRENO

COSTO MATERIA

COSTO DE PLANTA

COSTO TRANSPO

TOTAL

 LAMBAYEQUE

210 280

PRIMA 1 782 000

2 471 728.32

RTE 16 727.04 

4 480 735.36

 REQUE

160 089

1 689 600

2 374 737.32

14 699.52 

4 239 125.84

POMALCA

200 000

1 584 000

2 411 168.32

9 504 

4 204 672.32

 FUENTE: Elaboración Propia (2016)

 

VI. DIAGRAMA DE BLOQUES Recepción de la M.P 

4 000 Kg/día 

Filtrado

Insumos

Impurezas

Estandarizado

Pasteurizado

Enfriado

Inoculación

Fermentación

Refrigeración

Homogenizado

Filtrado

Frutado

Envasado

Almacenado

4 800 botellas/ día

 

VII. DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO DE PRODUCCIÓN DE YOGURT Camión de leche

4 m3

 

 

 

VIII. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO 8.1. PROCESO DE ELABORACION DE YOGURT El proceso de producción es el procedimiento técnico que se utiliza en el proyecto para obtener los bienes y servicios a partir de insumas y se identifica como la transformación de una serie de materias primas para convertirlas en artículos mediante una determinada función de manufactura.

1. RECEPCIÓN DE LA LECHE Se recibe la leche que viene de los centros de acopio y luego se almacena en tanques de Recepción. La leche debe ser de buena calidad libre de sustancias contaminantes (antibióticos). En esta primera etapa del proceso de producción se realiza las primeras  pruebas de control control de calidad ya que una lec leche he en excelentes condicio condiciones nes determinará la calidad del producto final.

2. FILTRADO Este proceso permite eliminar materiales extraños en la leche, así como también

impurezas, con la finalidad de obtener una leche l eche limpia para su posterior pr proceso. oceso.

3. ESTANDARIZADO La leche fresca entera y azúcar (10-12%).

4. PASTEURIZACIÓN La pasteurización es el proceso que se encarga de disminuir toda la flora de microorganismos saprofitos y la totalidad de los agentes microbianos patógenos tales como  Mycobacterium  Mycobacterium,, tuberculosis, Brucellos, Salmonellas, etc. pero alterando en lo mínimo posible la estructura física y química de la leche y las sustancias con actividad  biológica tales como como enzimas y vitaminas. La pasteurización se realiza en tres etapas: Calentamiento, sostenimiento y enfriamiento. En este caso el tratamiento consiste en un calentamiento de una temperatura de 72°C sostenidos por 15 segundos, seguido de un enfriamiento. La pasterización se realiza en los tanques de provistos de chaqueta que cuentan con resistencias eléctricas para calentar (P. Walstra, T.J. Geurts y col. 2001).

 

5. ENFRIADO Este punto se refiere al enfriamiento de la leche a una temperatura óptima de crecimiento para los microorganismos, que deberá estar entre 40°C  –  45°C,   45°C, tratando a que llegue a una temperatura de 42°C para el siguiente procedimiento.

6. INOCULACIÓN La fermentación en la producción de yogurt se inicia con la inoculación de cultivos de  Lactobacillus bulgaricus y Streptococcu Streptococcuss thermophilus, previamente desarrollado sobre

una base de yogurt en un tanque de fermentación de menor tamaño que los tanques de fermentación de producción. La preparación de este inoculo tiene el propósito de  permitir el crecimiento de los microorganismos para su posterior adición a la base  preparada para producción de yogurt. La proporción recomendada de los dos microorganismos es de 1:1 (P. Walstra, T.J. Geurts y col. 2001). La inoculación es la adición del inóculo sobre la base del yogurt una vez se ha realizado la pasteurización y se ha enviado hacia los tanques de fermentación. Normalmente el

inóculo corresponde entre entre el 1% y el 2% del volumen de la base a fermentar.

7. FERMENTACIÓN La fermentación es la etapa en la cual la lactosa presente en la base se convierte en ácido láctico, ácido acético, acetaldehído, acetona y diacetilos por acción de los cultivos inoculados, sustancias que le confieren al yogurt su sabor característico. La fermentación está acompañada por la reducción progresiva del pH, hasta un valor aproximado de 4.7, en el cual se inhibe el crecimiento de otros microorganismos y asegura la estabilidad del producto; de hecho las especies que conforman el cultivo láctico establecen una simbiosis que favorece la fermentación del yogurt. La acidez titulable (AT) se controla hasta que la AT sea 0.85- 0.90 %. (P. Walstra, T.J. Geurts y col. 2001). La fermentación se realiza en tanques provistos de una chaqueta para el paso de agua caliente, manteniendo una temperatura de 37°C. Toma un tiempo de 5 a 6 horas y para garantizar una producción continua es preciso contar con un tren de tanques. Durante esta etapa el agitador debe estar estático. La temperatura se mide por medio de un sensor conectado a un termómetro.

 

8. REFRIGERADO Se procede a llevar el yogurt a refrigeración a una temperatura t emperatura aproximadame aproximadamente nte de 5°C o 4°C esto nos brinda un efecto positivo ya que aumenta la firmeza del gel del yogurt. (Hernández, 2002).

9. HOMOGENIZADO Con este proceso se obtendrá un yogurt firme y homogéneo y preparado el saborizado y frutado.

10. FILTRADO  Se filtra con la ayuda de un colador, por si se haya formado suero, o por los grumos formados en el yogurt.

11. FRUTADO La saborización del yogurt se realiza con el fin de realzar el sabor con la adición de la fruta que consiste en un (15%) del total. Para el proyecto se considera solo la adición de

 pulpa de fruta.

12. ENVASADO Y ETIQUETADO El envasado del yogurt es una etapa que debe realizarse en las mejores condiciones higiénicas y sanitarias para garantizar la estabilidad del producto durante su tiempo de vida útil. El yogurt se envasa en botellas de plástico de cantidades de: 1000 ml. El etiquetado es el medio de información que el consumidor identifica al producto. Los envases son empacados empacados en cajas y estibados para su almacenamiento en el cuarto frío.

13. ALMACENADO El almacenamiento del producto hasta su llegada al consumidor se debe hacer por cadena de frío a 4°C- 6°C, ya que a temperaturas superiores se pueden producir invasiones por mohos y otros microorganismos. Para el proyecto se considera una cámara frigorífica.

 

IX. DIAGRAMA DE FLUJO Para el proyecto se considera 10 horas diarias de producción, a continuación se presenta la distribución de tiempos en cada una de las etapas del proceso productivo. Se considera 60 min para limpieza de los equipos, área de producción, almacén y áreas de control de la planta. CUADRO N 01°. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES PARA LA ELABORACIÓN DE YOGURT 

Actividad

Tiempo / Minutos Tiempo

Tiempo

Tiempo

mínimo

normal

máximo

Recepción de leche

20

25

30

Filtrado

5

8

10

Pasteurizado

10

12

18

Enfriado

25

22

30

Inoculación

4

8

6

Fermentación

300

300

320

Refrigerado

130

160

170

Batido

5

8

12

Filtrado

5

10

12

Saborizado y frutado

10

12

17

Envasado y etiquetado

19

20

30

Almacenado

12

15

20

TOTAL

545

600

702

FUENTE:

Propia (2017) 

 

X. ACTIVIDADES CRÍTICAS 10.1. RECEPCIÓN DE LECHE En este paso del proceso de producción puede suceder que por motivos como huelgas,  paros o movilizaciones de cualquier naturaleza la principal materia prima, es decir la leche, llegue a la planta de producción con muchas horas de retraso o en el peor de los casos no llegue. Si sucede el primer caso, es decir que la leche llegue con horas de retraso se deberá prolongar las horas de trabajo para compensar las horas no trabajadas  por la falta de materia materia prima, cumpliendo así así con el proces procesoo de producción producción de ese día. día. Si sucede el segundo caso, es decir que la materia prima no llegue a la planta de  producción, se deberá evaluar qué es lo más conveniente para la empresa en ese momento; por ejemplo: comprar la materia prima a otros proveedores a un precio más alto del normal o definitivamente suspender suspender la producción de ese día.

10.2. ENVASADO Y ETIQUETADO En este paso del proceso productivo podría existir una actividad crítica ya que la

máquina envasadora puede presentar obstrucciones al momento de envasar yogurt en sus respectivos envases, esto ocasionaría un retraso del proceso productivo. En este caso, la persona encargada debe estar preparado para solucionar el problema lo más rápido posible es decir que esta persona deberá tener una capacitación previa sobre el uso y condiciones de la maquinaria para de esta manera él sea la persona que ayude a solucionar en primera instancia el problema en caso de no ser una pproblema roblema grave.

10.3. BALANCE DE MASA En la demanda efectiva proyectada, que se muestra solo se tomará un 5% de la demanda insatisfecha en el año 2022 por margen de seguridad, siendo nuestra producción anual  proyectada al año 2022 2022 de 697100.5 kg/año. kg/año. Que equivale a 2112 2112.425 .425 kg/día (tiempo de operación 330 días/año). Se trabajara 2 turnos/día, para los cálculos del balance se está considerandoo un solo turno. considerand

 

CUADRO N°02. DATOS A CONSIDERAR PARA EL BALANCE DE MATERIA Desarrollo de balance de materia

Para la producción de 2000 kg por turno

prima  Impurezas

0.01% de la materia prima

Estabilizante

0.02% de la materia prima

Cultivo

1% de la leche

Azúcar

10% de la leche

Pulpa de fruta 

15% de la leche

Solidos suspendidos pulpa de fruta

70%

Agua de pulpa de fruta

30%

cido láctico de yogurt

0.7% de ácido láctico

FUENTE: Propia (2017) El cuadro muestra las cantidades utilizadas en la actualidad, es decir sin tener en cuenta la demanda.

 

XI. MAQUINARIA Y EQUIPOS 11.1. DESCRIPCION DE LOS EQUIPOS PRINCIPALES La elaboración de yogurt requiere de la mejor maquinaria que dispone el mercado para  poder garantizar a los consumidores finales fi nales un producto de calidad. A continuación, se detallan las especificaciones técnicas de la maquinaria que se utilizará en el proceso de  producción.

a.- TANQUE DE RECEPCIÓN

El tanque para recepción de la leche tiene caracterís características ticas como aspecto aspecto agradable, agradable, estructura simple y son fáciles de limpiar. La zona de transición de la pared del tanque interior está diseñada en forma de arco, para evitar problemas de residuos. En general, el tanque de la leche de ponderación y el tanque de aceptación se utilizan  juntos. Ser sencillo, agradable y altamente eficiente es la característica más importante de nuestro receptor de la leche.

Características: ✓ 

Voltaje: 22 V

Proceso: tanque de rece recepción pción ✓  Volumen: 500-3000 L ✓ 

✓ 

Dimensión: 1*1*2M(L*W*H)

✓ 

Peso 335 kg

✓ 

Lugar de origen: China

✓ 

Modelo: ZG-500L

 

b. TANQUE ENFRIADOR (TK-1): Para preservar la calidad de la leche es esencial refrigerarla de manera rápida y eficiente. La leche sale de la ubre a una temperatura que ronda os 35°C y es preciso enfriarla de inmediato. Aunque la leche conserva una resistencia natural a las bacterias inmediatamente después de la extracción, es necesario refrigerarla rápidamente a una temperatura de almacenamiento de entre 4 y 6°C para impedir o minimizar el crecimiento de microorganismos.

CARACTERÍSTICAS.   Construcción de acero inoxidable tipo 304 Capacidad de 20001ts. Un acero

•

inoxidable sumamente pulido brinda durabilidad y capacidad de limpieza.   Revestimiento interno con la exclusiva superficie de transferencia térmica Term-

•

Piate- Maximiza la eficacia de la refrigeración.   Estructura aislada de doble pared.

•

  Patas ajustables regulables en altura - Le asegura una distribución uniforme del

•

 peso aún sobre sobre superficies de desparejas. sparejas.   La tapa de la boca de hombre se abre hacia un costado - Facilita la inspección de

•

la leche y la revisión del tanque; se cierra herméticamente.   Escalera de acero inoxidable que permite un acceso seguro a la tapa de la boca

•

de hombre durante la inspección y el servicio.   Preparado para sistema CIP de lavado, opcionalmente plataforma inspección

•

interior, Filtro para separar posibles cuerpos extraños.

Fuente: Improlac, 2015

 

c. HOMOGENEIZADOR (HM - 1). CARACTERÍSTICAS:   Con caudales desde los 50 a los 50.000 1/h.

•

  Se la realiza a 150- 250 Bar de presión.

•

  Todos los modelos se suministran con versión sanitaria o aséptica.

•

  Posibilidad de caudal fijo o variable.

•

  De una o dos etapas de homogeneización.

•

Fuente: Improlac, 2015

d. PASTERIZADOR- FERMENTADOR (TK-2). Los tanques cumplen la función de pasteurizar la leche, mezclar la leche en polvo y azúcar ya que están provistos de agitadores internos. La fermentación se realiza gracias a un sistema de control de cada uno de los tanques que precisan la temperatura de 45°C.

CARÁCTERÍSTICAS.   Tanque de acero inoxibable, con agitador, aislado y con chaqueta en fondo y

•

laterales de 1000 Lts, para el calentamiento, pasteurización, enfriamiento de la leche.   Resistencias eléctricas.

•

  Con capacidad de los 1000 Lts.

•

 

  Con camisa de intercambio para calentar o enfriar.

•

  Aislado en fondo y laterales.

•

  Con agitadores especialmente diseñados diseñados para productos como, ffermentos, ermentos, nata o

•

yogur.   Tapa abatible para su limpieza.

•

  Posibilidad de montaje en plataforma, con sistema de regulación de temperatura

•

y control automático del ciclo de pasterización. Con registrador gráfico.

Fuente: improlac 2015.

e. TANQUES DE FRUTADO O SABORIZADO (TK- 3). El TK-3 está provisto de agitadores internos que permite frutado del yogurt con las  pulpas de fruta que serán estibada estibadass a cada uno de los tanques. tanques.

CARACTERÍSTICAS  

•

Tanques de acero inoxidable de 500 a 1000 Lts, con agitadores, para el frutado del yogurt.

  Posibilidad de limpieza C. l. P. a partir de 3501.

•

  Posibilidad de montaje en plataforma, con sistema medidor de temperatura y

•

control de la agitación.

 

 

Fuente: improlac 2015.

f. ENVASADORAS LINEALES (EL-1). Son envasadoras que una vez ordenados los envases, procede a llenar el producto de acuerdo al volumen requerido, para luego proceder a tapar ya que cuenta con un brazo a

 presión.

CARACTERÍSTICAS   Desde 500 a 3.000 botellas/hora.

•

  Para botellas de plástico pre-formadas con tapón rosca.

•

  Para botellas desde 100 ml. hasta 21.

•

  Preparada para sistema C.I.P. de limpieza.

•

  Totalmente construida de acero inoxidable.

•

  Posibilidad de diferentes formatos.

•

  Protecciones anti-accidentes.

•

 

 

Fuente: improlac 2015. g. CÁMARA DE ENFRIAMIENTO/CONSERVACIÓN (CEC-1) Se enfriarán los yogures hasta los 10°C, lo más rápidamente posible, para frenar una acidificación excesiva de los mismos. La refrigeración no termina hasta que el yogur está a 4°C, temperatura a la que debe conservarse hasta el momento de su consumo.

Cámara con equipo frigorífico:   De fácil montaje, paneles pre-ensamblados. pre-ensamblados.

•

  Con panel frigorífico de 60, 80,100 o 150 según la función de la cámara.   Panel de poliuretano con chapa lacada por sus dos caras.

•

•

  Se puede instalar equipo frigorífico necesario: Equipo frigorífico compacto,

•

Resistencias y sistema de recirculación forzada de aire para la fabricación de yogur batido.

Fuente: improlac 2015.

 

h. MESAS DE ACERO INOXIDABLE: Las mesas de esta zona deben diseñarse de tal manera que se facilite la limpieza del suelo, las paredes y el techo. Deben fabricarse totalmente en acero inoxidable, incluso las patas y las bases niveladoras. Lo ideal es que las mesas vengan sin puertas para fácil acceso y simple limpieza. No deben tener soldadura a la vista por su rugosidad (fácil acumulación de bacterias). Algo que debe tenerse presente es que no tengan agujeros ni espacios dónde se puedan acumular bichos y suciedad. En caso de ser una mesa de lavado de materias primas, las pocetas o pozuelos deben ser amplios y profundos (en lo  posible con ducha ducha de prelava prelavado). do).

Características: ✓  Dimensiones: largo 1.10x0.60anchox0.90m alto. ✓ 

Tablero superior fabricado con plancha de acero inoxidable ASI 304.

✓ 

1/16 Espesor, acabado satinado con bordes con 8 cm de alto.

✓ 

4 patas tubulares redondos de acero inoxidable, 1 ½ diámetro.

Fuente: improlac 2015.

i. ELEMENTOS OPCIONALES: • 

Tanque auto-refrigerante.

• 

Bomba descarga leche envío a pasteurizado pasteurizador. r.

• 

Grupo de fría con tanque de 2500 l. (yogur batido)

• 

Equipo frigorífico cámara de conservación conservación/enfriamiento. /enfriamiento.

• 

Agitador tipo ancora excéntrica o rasante (yogur ( yogur batido)

• 

Paneles y puerta cámara frigorífica.

• 

Envasadora rotativa automática.

• 

Grupo electrógeno diésel.

• 

Compresor de aire.

 

TABLA Nº 20: PRECIOS DE LA MAQUINARIA  

REQUERIMIENTO

DE CAPACIDAD

MAQUINARIA

CANTIDAD

(LITROS)

PRECIO INVERSION (DÓLARES)

TANQUES DE 5000 ALMACENAMIENTO MARMITA CON PASTEURIZADOR 200 CÁMARA INCUBACIÓN

DE

TANQUES REFRIGERACIÓN

DE

1

11000

20

36 000

DE

TANQUE AGITACION

DE

CÁMARA REFRIGERACIÓN

DE

SELLADORA ENVASADORA AUTOMATICA

Y

COSTO TOTAL FUENTE: Propia (2017)

 

11.2. EDIFICIO E INFRAESTRUCTURA La planta cumplirá con todos los requerimientos que exige poner en marcha para la  producción. La La planta constará de:   Almacén de insumos: En este lugar se recibirán el azúcar, pulpas de frutas,

•

estabilizantes lácteos, leche en polvo, envases de plástico, etiquetas y demás materiales que se requieran para la producción del yogurt.   Área de Producción: Aquí se llevará a cabo todo el proceso de producción para

•

la elaboración del yogurt de frutas no tradicionales.   Cuarto de Almacenamiento o Cuarto Frío: Lugar donde se almacenará al

•

 producto terminado terminado para su posterior posterior comercialización   Oficina Administrativa: En este lugar se llevarán a cabo las tareas

•

administrativas y las diferentes reuniones con el personal administrativo y operativo de la fábrica.

  Laboratorio: Este espacio físico servirá para que el Tecnólogo en , Alimentos

realice las respectivas pruebas que determinen la calidad de los productos terminados, esta área estará dotada del equipo necesario para el control de calidad y el control de la evolución de los procesos de fabricación.   Área de Guardianía: Lugar donde permanecerá la persona que vele por la

•

seguridad de las instalaciones de la fábrica.   Baños y Vestidores: En este lugar los operarios de la planta podrán cambiarse

•

la ropa normal, por la que se utilizará en la planta de producción durante la  jornada laboral, así como tomar un baño antes y después de la misma. Esta Est a área será divida para damas y caballeros.

 

XII. CONCLUSIONES ▪ 

Elaboramos el estudio para el diseño e instalación de una planta de yogurt  bebible en la región de Lambaye Lambayeque que de acuerdo a variables objetivas y subjetivas. 

▪ 

Determinamos el lugar más adecuado para la localización de la planta de yogurt de acuerdo a los resultados obtenidos de cálculos cuantitativos. 

▪ 

Describimos todo el proceso y distribución de los procesos y operaciones en toda la planta. 

▪ 

Describimos y detallamos de algunos tamaños, materiales, volúmenes, manipulación, etc de los equipos instalados en la planta industrial. 

 

XIII. BIBLIOGRAFÍA 1.   Norma Técnica Peruana. 202.092. Leche y Productos Lácteos. Yogur O Yogurt. Requisitos. Tercera Edición. 2.   Norman, D.W. (1999). Elementos De Tecnología De Alimentos. Editorial Continental, S.A. De C.V.Mexico.pag.303. C.V.Mexico.pag.303. 3.  Boletín estadístico. Indicadores económicos. N.º 7. Abril del 2017. Disponible en Codex Alimentarius (2000). Leche y Productos Lácteos. Segunda Edición. 4.  Datum Internacional. Empresa peruana de investigación de mercados y opinión  pública.

 

ANEXOS ANEXO I