Practica Industrial Frigor

I. 1.1

INFORMACIÓN GENERAL DE LA PLANTA Introducción

Matadero Frigorífico Santa Cruz S.A.  – FRIGOR es una empresa de servicios ganaderos que nace por iniciativa de productores pecuarios, con más de 20 años de experiencia ininterrumpida en la faena de bovinos y porcinos y procesamiento de productos cárnicos. FRIGOR se constituye como uno de los frigoríficos más grandes del país por su capacidad instalada, destacándose por tener una gran cobertura geográfica en Bolivia. Contamos con la certificación y categorización de exportación emitida por el SENASAG. La empresa cuenta con equipos de tecnología avanzada, cumpliendo procesos ajustados a las normativas y estándares nacionales e internacionales, los cuales permiten brindar soluciones en: • 

Faena

• 

Corralaje

• 

Enfriamiento

• 

Desposte

•

Distribución a sus clientes.

La integración que se tiene con productores ganaderos de alta genética y productividad, permite lograr una eficiente cadena de generación de valor en la industria cárnica, ofertando hoy en día nuestros productos a nivel internacional.

1

1.2

Historia

FRIGOR S.A. fue fundada el año 1991, iniciando sus actividades con el Ciclo I  – Faena de Bovinos, abasteciendo con carcasas de bovinos de calidad al mercado local. Luego, implemento su planta de Faena de Porcinos.  Actualmente, abastece al interior con carne de res a las ciudades de: La Paz, Cochabamba, Sucre, Tarija y Potosí. El año 2008 FRIGOR termina de implementar el Ciclo II - Planta de Desposte de Carne comenzó oficialmente la producción destinada a la exportación, el mismo año la planta paró sus actividades debido al Decreto Supremo 29460 del 06/02/2008, en el cuál se especifica que se prohíbe la exportación de los siguientes productos carne de res y pollo, trigo, harina de trigo y derivados del maíz y arroz. Desde el 2009 hasta el 2012 el Ciclo II realizo ventas solamente a nivel local y nacional. El año 2012, FRIGOR retomo la exportación de carne vacuna al país vecino de Perú. En enero 2009 FRIGOR realizo un análisis de un “Proyecto de inversión de fábrica de hamburguesas”, en mayo 2009 se decidió construir la planta, que dio

inicio a sus actividades en febrero 2010, lanzando una hamburguesa de carne de res para el mercado local y posteriormente al mercado nacional. El Matadero Frigorífico Santa Cruz “FRIGOR S.A.”, se encuentra ubicado dentro

del Parque Industrial de la ciudad de Santa Cruz de la Sierra, es una empresa de servicios y productos, en la cual se ha presentado una serie de cambios y complementaciones tanto en sus operaciones como en su infraestructura con el fin de proporcionar mejoras en su servicio. FRIGOR S.A. forma parte de la corporación CEIBO, la cual aglutina a varias empresas del medio: Banco Ganadero, Importaciones Ceibo, Cabaña Sausalito, Curtiembre Sausalito, Mendocina, Bebidas Bolivianas BBO, Universal de Televisión UNITEL y Radio Disney Bolivia.

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1.2

Historia

FRIGOR S.A. fue fundada el año 1991, iniciando sus actividades con el Ciclo I  – Faena de Bovinos, abasteciendo con carcasas de bovinos de calidad al mercado local. Luego, implemento su planta de Faena de Porcinos.  Actualmente, abastece al interior con carne de res a las ciudades de: La Paz, Cochabamba, Sucre, Tarija y Potosí. El año 2008 FRIGOR termina de implementar el Ciclo II - Planta de Desposte de Carne comenzó oficialmente la producción destinada a la exportación, el mismo año la planta paró sus actividades debido al Decreto Supremo 29460 del 06/02/2008, en el cuál se especifica que se prohíbe la exportación de los siguientes productos carne de res y pollo, trigo, harina de trigo y derivados del maíz y arroz. Desde el 2009 hasta el 2012 el Ciclo II realizo ventas solamente a nivel local y nacional. El año 2012, FRIGOR retomo la exportación de carne vacuna al país vecino de Perú. En enero 2009 FRIGOR realizo un análisis de un “Proyecto de inversión de fábrica de hamburguesas”, en mayo 2009 se decidió construir la planta, que dio

inicio a sus actividades en febrero 2010, lanzando una hamburguesa de carne de res para el mercado local y posteriormente al mercado nacional. El Matadero Frigorífico Santa Cruz “FRIGOR S.A.”, se encuentra ubicado dentro

del Parque Industrial de la ciudad de Santa Cruz de la Sierra, es una empresa de servicios y productos, en la cual se ha presentado una serie de cambios y complementaciones tanto en sus operaciones como en su infraestructura con el fin de proporcionar mejoras en su servicio. FRIGOR S.A. forma parte de la corporación CEIBO, la cual aglutina a varias empresas del medio: Banco Ganadero, Importaciones Ceibo, Cabaña Sausalito, Curtiembre Sausalito, Mendocina, Bebidas Bolivianas BBO, Universal de Televisión UNITEL y Radio Disney Bolivia.

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1.3

Misión de la empresa

Ofrecer un servicio de faena de reses y elaboración de productos terminado de calidad y la comercialización de los mismos a través de un monitoreo continuo de las necesidades del mercado. Ser líder en la industria cárnica nacional y consolidarse en los mercados externos.

1.4

Visión de la empresa

 Ampliar la cobertura en el mercado nacional a través de la diversificación y el desarrollo de nuevos productos, aprovechando técnicas apropiadas en los procesos productivos para darle mayor agregado a la cadena cárnica.

Figura 1.1. Logotipo de la empresa 1.5

Políticas de inocuidad alimentaria

Es política de FRIGOR prestar servicios de calidad y elaborar productos cárnicos inocuos, satisfaciendo las expectativas de sus clientes y cumpliendo norma nacionales e internacionales reconocidas. En FRIGOR se ha implementado una serie de sistemas de Buenas Prácticas de Manufactura para cada área y todas cuentan con sus procedimientos estandarizados de limpieza y desinfección.

3

1.5.1

Certificaciones

SENASAG ISO 9001

Figura 1.2.- Logotipo de certificaciones 1.6

Líneas de producción

1.6.1

Faena bovinos

Capacidad de producción: 350 reses/día. En su moderno frigorífico, recibe, pesa, clasifica e inspecciona el ganado bovino para beneficio, bajo normativa oficial del SENASAG. Luego se selecciona y tipifican carcazas que serán distribuidas en diferentes mercados del país. Para desarrollar estas actividades, FRIGOR cuenta con: •Más de 4000 m2 de infraestructura industrial •Corrales con capacidad para 800 reses •12 cámaras Refrigeradas de almacenamiento con capacidad para más de 700

reses •Más de 50 personas en la línea  de faena •Capacidad de beneficio de 400 reses por día

Todos estos procesos siguen un criterio de producción con un flujo de la zona sucia a la zona limpia, lo que permite que no exista una contaminación cruzada.

4

La planta de Faena de Bovino, cuenta con médicos veterinarios y técnicos inspectores para garantizar la sanidad de la carne que será distribuida en el mercado.  Además, se cuenta con un área de control de calidad, un espacio de inocuidad alimentaria y un sistema de seguimiento e inspección permanente para garantizar la inocuidad durante todo el proceso.

1.6.2

Faena porcinos

Se cuenta con una cadena de faena para porcinos, en la cual se presta el servicio a productores de cerdos. Siguiendo en ella la normativa pertinente tanto en procesamiento e inocuidad.

1.6.3

Desposte

Capacidad de producción: 40 canales /día. FRIGOR S.A. cuenta con infraestructura y equipamiento adecuado para otorgar un servicio de desposte a terceros acorde a las necesidades del cliente ya sea de marcas o tipos de desposte. Nuestra planta de desposte está implementada bajo criterio y estándares internacionales. Cuenta con las autorizaciones sanitarias bolivianas correspondientes, además de la habilitación por parte de SENASAG PERÚ, la cual permite la exportación de carne bovina a ese país.

5

1.6.4

Hamburguesas

El año 2010 FRIGOR habilita su planta de Hamburguesa con tecnología de última generación y lanza al mercado su línea de hamburguesas. La fábrica de hamburguesas se rige bajo la norma Buenas Practicas Manofacturas (BPM), esta línea de hamburguesas comercializa diferentes presentaciones elaboradas con carnes seleccionada de res.

LINEA

FRIGOR

CANTIDAD

PESO CAJA

(UNID.)

(KG)

Frigor 83gr.

24×2

3.98

Frigor 83gr.

72×2

11.95

Frigor 50gr.

36×2

3.6

Frigor 50gr.

108×2

10.8

Frigor 70gr.

120×1

8.4

Frigor 83gr.(cajita roja)

24×6

11.95

Frigor 56gr.(cajita amarilla)

36×6

12.096

Frigor 56gr.(cajita amarilla)

18×12

12.096

Frigor 83gr.(tubo rojo)

12×10

9.96

Frigor 56gr.(tubo amarillo )

12×18

12.096

86 a granel

9.72

Pollo 10 70gr.

120×1

8.4

Pollo 10 83gr.

72×2

11.95

MODELO

Frigor 113gr.

POLLO 10

Tabla 1.1. Variedad de modelos de hamburguesa producidos por la empresa

6

1.7

Ubicación de la empresa

FRIGOR se encuentra ubicado dentro del parque industrial, manzana 44, cuenta con una superficie construida de12500 metros cuadrados tomando en cuenta las 3 plantas de producción, corrales, áreas administrativas y comerciales.

Foto 1.1. Localización de la planta

7

1.8

Mercado de consumo

FRIGOR S.A. tiene un amplio mercado de consumidores; supermercados, mercados y negocios de venta de comida. En el interior del país se distribuye productos a:  La Paz   Cochabamba   Tarija   Beni

La distribución de todos los pedidos de producto que realiza la empresa tanto como para supermercados, mercados y tiendas de barrio se realizan en camiones de capacidad mediana, y para el transporte de producto hacia el interior del país se realizan en termos de mayor capacidad y camiones que la empresa alquila a un ente externo. También se exporta productos a: Perú.

8

II.

IDENTIFICACION Y DESCRIPCIÓN DE LOS SERVICIOS

AUXILIARES La planta de producción de Alimentos cuenta con una serie de sistemas de servicios básicos para el funcionamiento de sus unidades en las distintas áreas:

1. Servicio de agua 2. Servicio de energía eléctrica 3. Servicio de vapor 4. Servicio de combustible 5. Servicio de aire comprimido 6. Sistema de refrigeración 7. Otros servicios

9

2.1

Servicio de agua    s    e    r    o     d    a    z     i     l     i    r    e    t    s     E

   a    g    u     f     í    r    t    n    e     C

   y    n    a    ó     i    z    e    c     i    a    z    p    i    t     i    m     i    n     L    ¡    a     L    s

   r    o     d    a    s    n    e     d    n    o     C    o    r    e     d     l    a     C

   a    g    r    u     P

   e     d    o    a    i     l    v    u    i    v    l     l    a     á     V    e    a     d    r    e    e    u    u    q    m    n    l    a    a     T    s

   s    a    g    e     d    n     ó     i    c    a    t    n    e    m     i     l     A

   r    o     d    a     i     b    o    c     i    m    a    n    c    ó     i    r    e    t    n     I

   e     d    r    o    a     d    u    a     d    g    n    a    a     l     b     A    r    o     d    a     i     b    o    c     i    m   n    a    c    ó    r     i    e    t    n     I

    N     Ó     I     E    C     D    U     D    B     I     E    R     R    T     S     I     D

  a   u   g   a    l   e    d   n    ó    i   c   u    b    i   r    t   s    i    d   e    d    d   e    R   -

   s    e    n    r    a     ó    s     i    o    c    e    e     i    o    r    u    a     d    a    t    r    t    g    t    s    s    e    r    n    o    s    e     d     l    e    p    u     i    a    a    s     b     i    n    v    c     F    e    m    y    a    m    s     D    a     d    o     l    a     H     A     ñ     S    a     B

    E    R     U    A     I     L    3     Q     I     N    X     A    U   m     T    A    5

    L     E    A     3     U    P     I    m     Q    C    5     1     N    N     I     A    R     T     P

 .    1  .    2

   e     d    r    o    l    e     d    i    a    v    c    n     i     d    n     I

   r    a     i     l     i    x    u    a    r    o     d    a    r    o     l     C

  a   r   u   g    i    F

   r    o     d    a    r    o     l     C

    3    o    z    o     P

   r    o     d    a    r    o     l     C

    1    o    z    o     P

10

2.1.1

Agua para uso en la planta

El agua utilizada en la empresa FRIGOR es extraída de dos pozos de agua usando una bomba sumergible de 10hp. en cada uno, el agua extraída de los pozos pasa un tanque principal de 15 m3 y a un tanque pequeño de 5m3 para su almacenamiento para el proceso ; en casos de emergencia, cuando la bomba de agua falle, se cuenta con este tanque que distribuye el agua por diferencia de alturas. El consumo regular aproximado es 12490 m3/mes. La siguiente tabla muestra el caudal que se bombea de los pozos de suministro de agua:

Pozos Pozos

Caudal Caudal (m / h)

Pozo 2

50

Pozo 3

50

Tabla 2.1.- Pozos de suministro de agua Las partículas sólidas arrastradas por la succión del agua de los pozos se sedimentan en el fondo del tanque que se limpia cada medio año. El tratamiento previo de desinfección que se realiza al agua, antes de ser usada en la producción, es la cloración y para esto se usa cloro en forma de pastillas de cloro activo (Ácido tricloroisocianurico). El rango permisible del nivel de cloro del agua es de 0.2  – 1 ppm, esto es un aspecto controlado regularmente mediante un análisis de cloro en el laboratorio y en caso de que el nivel de cloro este por debajo de lo establecido se procede a la cloración del agua en el tanque de principal de forma automática. El agua del tanque de proceso es distribuida hacia el área de faena, desposte y hamburguesa.

11

2.1.1.1 Sedimentación 2.1.1.1.1 Proceso Físico Es el proceso lento de precipitación por efecto gravitatorio de sustancias sólidas que se encuentran suspendidas en el interior de un líquido y se van acumulando en el fondo de un recipiente que lo contiene, mientras la parte líquida sobrenada en la parte superior. 

Los flóculos se van asentando mientras el agua clarificada se eleva por la parte superior, pudiendo ser separadas de los sedimentos, y posteriormente removidos como lodos.



Las partículas pequeñas suelen precipitar lentamente, mientras que las más grandes lo hacen a mayor velocidad. Luego el agua clarificada sigue el proceso a través de los filtros.

2.1.1.2 Cloración del agua 2.1.1.2.1 Objetivo La cloración es el procedimiento de desinfección de desinfección de aguas mediante el empleo de cloro de cloro o compuestos clorados.

2.1.1.2.2 Proceso Químico

2.1.1.2.3 Principio de funcionamiento El poder desinfectante del cloro o sus compuestos radica en su capacidad de oxidación, que a su vez se mide por el potencial de oxidación reducción (redox), que puede considerarse como la capacidad del cloro para reaccionar con otras sustancias. En general, puede decirse que las reacciones redox del cloro con las sustancias inorgánicas reductoras son muy rápidas, mientras que la 12

oxidación de la materia orgánica suele ser más lenta, llegando en ocasiones a necesitar varias horas para que produzca la oxidación total de algunos compuestos.  Aun hoy día no se conoce el mecanismo de la acción desinfectante del cloro, habiéndose propuesto varias teorías que tratan de explicarlo: 1.- La hidrólisis del cloro molecular o la acidificación de un hipoclorito da lugar a la formación de ácido hipocloroso, que sería el agente desinfectante:               

2.- La acción germicida se debería a la aparición de cloro naciente en la formación del ácido hipocloroso:              

3.- La descomposición del ácidohipocloroso da lugar a la formación de oxígeno naciente, que sería el responsable de la acción oxidativa:     

4.- Algunos autores sostienen que se debe a la acción de radicales OH de corta vida que se originan en el proceso de formación y descomposición y descomposición del ácido hipocloroso:    [  ]  [ ]   []  [ ]    [ ]     [ ]         

13

2.1.1.2.4 Factores que influyen en la cloración: Entre los principales factores que influyen en el proceso de desinfección y tratamiento del agua con cloro están:   Temperatura 

Tiempo de contacto



Características de los organismos



Asociación de los microorganismos con partículas

 A la salida cuenta con un dosificador de cloro, el cuál realiza la mezcla sistema de Venturi, proporcionándole el número máximo de Reynolds al caudal para la obtención de una mezcla completamente homogénea. El rango permisible del nivel de cloro del agua es de 0.2  – 1 ppm, esto es un aspecto controlado regularmente mediante un análisis de cloro en el laboratorio y en caso de que el nivel de cloro este por debajo de lo establecido se procede a la cloración del agua en el tanque de alimentación. El agua del tanque de proceso es distribuida hacia todas las áreas de la planta.

2.1.1.3 Tratamiento del agua dura El agua llega por bombeo, con un bajo contenido de sustancias orgánicas y grado de turbidez, pero rica en sales minerales. La presencia de sales carbonatadas en el agua eleva su dureza. Si estas son de naturaleza incrustante (sales de calcio o magnesio), causan molestias y averías. Para reducirlas se empleará un procedimiento de ablandamiento utilizando el método de intercambio iónico. El tratamiento de agua para la alimentación de los calderos (generadores de vapor), es muy necesario para prolongar su vida útil.

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Ablandador de agua

TANQUE PRINCIPAL 3 15m

Tanque de salmuera

Caldero

Condensador Intercambiador iónico

Intercambiador iónico

Figura 2.2. Esquema del ablandamiento del agua 2.1.1.3.1 Intercambiadores iónicos 2.1.1.3.1.1

Objetivo

Tiene por objetivo disminuir el contenido de los iones de calcio y magnesio en el agua y, con esto disminuir su dureza por medio de intercambio iónico con zeolitas (resina catiónica).

2.1.1.3.1.2

Proceso

Químico

15

2.1.1.3.1.3

Principio de funcionamiento

2.1.1.3.1.3.1 Ablandamiento del agua El intercambio iónico es una técnica que permite intercambiar iones entre un líquido y un sólido (este solido es el intercambiador). El sólido es llamado resina y hay de dos tipos: las resinas catiónicas, que intercambian cationes y las anicónicas que intercambian aniones. Para el ablandamiento de aguas, se utilizan resinas de intercambio catiónico, ya que desean remover los cationes Ca++ y Mg++.

La resina inicialmente está cargada de cationes de sodio (Na +), y estos serán los iones que pasaran al líquido al mismo tiempo que los cationesCa ++ y Mg++ quedaran retenidos en la resina.

Usando el símbolo R para el radical intercambiador (resina), las reacciones de ablandamiento son:

Resina

Agua dura

Resina

Agua blanda

Figura 2.3. Reacciones de ablandamiento del agua

16

Figura 2.4. Ciclo de ablandamiento. 2.1.1.3.1.3.2 Regeneración La resina agotada es tratada con una solución de cloruro de sodio (Salmuera) con una concentración de aproximadamente 10 % por la resina, de modo que todos los iones sodio que están en el líquido, ahora pasarán a tomar el lugar de Ca++ y Mg++, llevando la resina a su forma original y activa, lista para ser usada nuevamente. En el líquido quedaran los iones que provocan la dureza del agua, y este luego será descartado. La regeneración de la resina puede ser realizada muchas veces antes de que sea necesario desecharla. Es importante tener en cuenta que la vida útil de la resina puede ser muy corta si se hace pasar a través de ella, aguas con gran cantidad de partículas en suspensión, las cuales tapan los orificios de la resina; esto se evita haciendo pasar primero el agua por un filtro de sedimentos. En la siguiente ecuación química se resume el proceso de regeneración de la resina.

CaR + 2NaCl → Na 2R + CaCl2

17

El proceso de regeneración es realizado de acuerdo a la siguiente reacción:

Figura 2.5. Reacción de la regeneración de resina.

Figura 2.6.- Ciclo de regeneración de la resina

Resina Catiónica Fuerte

Tipo de intercambiador  Ablandamiento

Reactivo re generante NaCl

Concentración

Consumo de re

(%P/P)

generante

10-20

200-250gr/l.

Tabla 2.2. Concentraciones de NaCl usadas para regeneración de la resina 18

 Al finalizar el ciclo cic lo de intercambio iónico se debe realizar r ealizar un análisis de dureza del agua, con el fin de determinar la manera en que se encuentra trabajando el intercambiador que normalmente debe ser menor a 50 ppm.

Foto 2.1.- Intercambiador iónico de la empresa. 2.1.1.3.1.3.3 Adsorción El proceso para eliminar las sustancias disueltas en el agua por remoción es la adsorción.  Adsorción es la remoción, por adherencia, de las impurezas (líquidos, gases, materia suspendida, coloides, moléculas e iones disueltos) de la sustancia en la superficie (que incluye los poros o superficie interna) del sorbente. Este proceso es necesario e imprescindible para el tratamiento de agua. La adsorción depende de las concentraciones respectivas del catión en el adsorbente y el líquido. La fuerza iónica de la solución determina la intensidad 19

de la adsorción, pues la adsorción relativa es proporcionalmente más intensa en soluciones diluidas que concentradas. El proceso de adsorción se basa en las interacciones físicas o químicas entre sustancias disueltas y sólidos. Las sustancias disueltas se ligan en este proceso a sólidos. El sólido recibe el nombre de adsorbente y la sustancia disuelta se denomina adsorbato. Si el adsorbente permanece en contacto con el adsorbato un tiempo suficiente, se establece un equilibrio de adsorción. El adsorbente está entonces totalmente saturado y ya no puede admitir más adsorbato. Si el adsorbato sufre una interacción química con el adsorbente, el fenómeno se llama adsorción química, adsorción activa o quimisorción. Las energías de adsorción son elevadas, del orden de las de un enlace químico, debido a que el adsorbato forma unos enlaces fuertes localizados en los centros activos del adsorbente. Para el proceso de adsorción se utiliza una columna o torre, que consta de las siguientes partes:   Una parte superior: donde se encuentra la entrada y una cámara de

distribución de líquido.  En el centro: consta de un lecho de resina (relleno).  En la parte inferior: donde se encuentra la salida del líquido.

20

Figura 2.7. Perfiles de concentración en un adsorbedor 1.  Agua bruta 2. Lecho fijo zeolita 3.  Agua depurada 4. Perfiles de concentración H =altura del lecho fijo t =tiempo C = concentración de adsorbato C0= concentración de adsorbato en la entrada C* = concentración de adsorbato en la salida En el tratamiento de aguas, la adsorción se suele implementar con adsorbedores de flujo continuo. Después de transcurrir un tiempo t se establece un perfil de concentraciones como el trazado en rojo en la ilustración. Esto 21

representa la evolución de la concentración de adsorbato en el agua a lo largo del lecho fijo. Este perfil de concentración se divide en tres zonas:

Zona A.- El adsorbente está totalmente saturado y ya no puede admitir más adsorbato. Se ha alcanzado por lo tanto el equilibrio de adsorción. La concentración de adsorbato en el agua equivale a la concentración en la entrada (c 0 ).

Zona B.- El equilibrio de adsorción aún no se ha alcanzado, de modo que el adsorbato está todavía siendo adsorbido. Esta sección se conoce, en consecuencia, como zona detransferencia de materia.

Zona C.- Dado que en la zona B se ha extraído por completo el adsorbato del agua, el adsorbente está aquí aún sin carga. La concentración de adsorbato es, por tanto, igual a cero. El perfil de concentración migra con el tiempo a través del lecho fijo, en el sentido de flujo. En el momento

t

+

se Δt 

corresponde con la curva azul. Ya no queda

adsorbente sin carga en todo el lecho sólido. La concentración de adsorbato a la salida (c * ) es mayor que cero. Este estado recibe el nombre de ruptura y la evolución de la concentración de adsorbato a la salida a lo largo del tiempo se conoce como curva de ruptura. La forma del perfil de concentración informa sobre la medida en que se aprovecha la capacidad del adsorbente hasta alcanzar la ruptura. Cuanto más estrecha es la zona de transferencia de materia, mejor se aprovecha la capacidad del adsorbente.

22

2.2

Servicio de energía eléctrica TABLERO PLANTA FAENA

TABLERO PLANTA DESPOSTE Y CAMARAS DE  ALMACENAMIENTO

   V    0    0    0    5    1      0    0    0    0    1    E    R    C    E    D    N    O    I    S    N    E    T    A    T    L    A    E    D    A    E    N    I    L

TABLERO PLANTA HAMBURGUESA

Transformador  500 KVA

Disyuntor  SALA CALDERO

TABLERO PRINCIPAL 380 V 220V

SALA DE MÁQUINAS

Transformador  400 KVA

Conden sadores

Oficinas, comedor, baños y vestidores

Figura 2.8. Distribución de energía eléctrica. 23

La energía eléctrica necesaria para los procesos proviene de las turbinas de ENDE ubicadas en Guaracachi, y que es distribuida por la cooperativa rural de electrificación “CRE” de la línea de media tensión de la red de distribución al

parque industrial, contando con un tendido de alta tensión de 10000 a 15000 voltios la cual es transformada a otra de menor voltaje

mediante dos

transformadores de 900kVA, esto debido a que varios equipos trabajan a voltajes entre 220 y 380 voltios, luego pasa por los medidores (Kilowatt/hora) y llega al tablero principal de la sala eléctrica de donde es adecuadamente repartida para los diversos equipos que operan en la planta. La energía para la iluminación y los servicios eléctricos para la parte administrativa es monofásica. Este servicio es requerido por la planta tanto para el matadero como para la producción en las salas, para el almacenamiento en cámaras y para las maquinas en general. El consumo estimado de energía eléctrica en toda la planta es de 258174 kWh.

Figura 2.9. Logotipo de la empresa proveedora del servicio eléctrico. El sistema de distribución de energía eléctrica en la planta consta de dos transformadores de 400kVA y 500kVA conectados en paralelo que se distribuye a toda la empresa:  Sala de caldero   Oficinas   Faena

24

  Comedor   Vestidores   Baños   Almacén   Compresores  Sala de desposte  Sala de Hamburguesas  Compresores del sistema de frio  Banco de capacitores   Condensadores  Cámaras de almacenamiento

2.3

Servicio de vapor Válvula de alivio

Esterilizadores

Caldero

Línea de vapor

Purga

Centrífuga

L¡Limpieza y sanitización

Suministro de agua blanda

Alimentación de gas

Figura 2.10. Esquema del servicio de vapor. 25

La planta cuenta para la producción de vapor 2 calderos humos tubulares que trabajan con una presión de 8 Kg/cm 2  y el vapor a la salida llega a 160 ºC aproximadamente. El combustible utilizado es gas natural. El vapor que es utilizado para las siguientes funciones: -

Calentar el agua de todos los esterilizados de nave de faena.

-

Inyectar vapor a la centrífuga

-

Limpieza y sanitización al final de la faena.

-

Limpieza y sanitización intermedia y final en el área de Desposte

El transporte del vapor del caldero a la planta de faena se lo realiza mediante tuberías de acero con revestimiento de estuco como aislante. La generación de vapor es utilizada para calentar el agua de los esterilizadores de cuchillos y chairas, ya que los mismos cuentan con 2 salidas, una de agua natural aproximadamente a 25 º C y otra de vapor generado por el caldero, la mezcla de agua de estas salidas llevan a obtener una temperatura de esterilización de aproximadamente 84 - 90 °C. El vapor juega un papel muy importante en la limpieza y sanitización de la planta al final de cada faena, ya que facilita la remoción de residuos de grasas que han sido impregnadas en los utensilios del proceso como es el caso de sierras y los mesones donde se hace la limpieza respectiva de las vísceras.

2.3.1.1 Objetivo El caldero humo tubular es encargado de generar vapor.

2.3.1.2 Principio de funcionamiento del caldero humo tubular En estas calderas son los humos los que circulan por dentro de tubos, mientras que el agua se calienta y evapora en el exterior de ellos.

26

La operación unitaria que se aplica para este proceso es de transferencia de calor por convección de los gases de combustión hacia el agua esta transferencia de calor se lo realiza gracias al diseño del caldero. Este es un caldero Humo tubular, de tres pasos efectivos, de transferencia térmica. 1) Primer Paso: Por hogar y cámara de retorno de gases de combustión. 2) Segundo Paso: Por el primer haz de luz de tubos. 3) Tercer Paso: Por el segundo haz de tubos.

Figura 2.11. Esquema del funcionamiento del caldero humo tubular. Las paredes del quemador están rodeadas por una serie de tubos con tres clases de conexiones. Por dos conexiones circula el agua proveniente del ablandador que se calienta directamente con la energía calorífica producida por la combustión. En el primero se produce una transferencia térmica por radiación, basado en la “ley de Stefan Boltzman de la radiación”, obedeciendo a la siguiente

ecuación:

        27

y en la segunda por radiación y conve cción; esta última se basa en la “ley de Newton de enfriamiento” obedeciendo la siguiente ecuación:

       Luego del segundo paso y a partir de la tapa frontal los gases recorren al tercer paso dentro del haz tubular, siendo los mismos evacuados por la caja de humo.

Figura 2.12. Diagrama P- v La temperatura aproximada de vapor a la salida es 160-165 ºC.

28

Foto 2.2.- Caldero humo tubular usado en la empresa 2.4

Servicio de combustible

2.4.1

GLP

El gas natural se emplea para el funcionamiento del caldero, lo provee YPFB que va directamente de una red de distribución de tuberías al caldero. Se estima un consumo aproximado 460955 mpc/mes de GLP por la empresa.

2.4.2

Diesel

El diesel es abastecido por los surtidores cercanos a la planta. Solo se carga a los camiones de distribución local del producto.

2.4.3

Otros

Se utiliza aceite de caja para las roldanas como reductores de velocidad, también se utiliza Lubricantes tanto como para el mantenimiento de rieles de paso de las redes de canales durante el proceso de faena y a las distintas máquinas de producción. CONSUMO DE ACEITES, LUBRICANTES Y GRASAS Tipo

Aceite de caja

Cantidad

1.6mᵌ/Año

Uso

Reductores de Velocidad

Tipo

Lubricantes

Cantidad

54 Kg /Año

Uso

En máquinas de producción

Tabla 2.3. Consumo de Aceites, Lubricantes y Grasas

29

CONSUMO DE COMBUSTIBLES Tipo

Diésel oíl

Cantidad

40.294 Lts/Año

Uso

Tractores y Camionetas

Tipo

Gasolina

Cantidad

25.832 Lts/Año

Uso

Vehículos de la empresa

Tabla 2.4. Consumo de Combustible. 2.5

Servicio de aire comprimido

El servicio de aire comprimido es utilizado para el funcionamiento de algunos equipos de la sala de proceso que es producido por un compresor de pistón. El aire, previamente filtrado para evitar que pasen las impurezas que puedan estar presentes, es succionado del medio ambiente por los compresores, éstos realizan la compresión en dos etapas: el aire ambiental succionado ingresa a la primera etapa y luego pasa a la etapa siguiente donde alcanza una presión de 175 lbf/pul2, pudiendo variar según como este programado y finalmente el aire comprimido es descargado en un tanque pulmón, de donde se distribuye a los equipos que lo requieran en la sala de producción. El aire que se comprime tiene una humedad relativa variable dependiendo del factor climatológico. La humedad del aire es regulada de forma automática por purgadores. Los equipos que utilizan aire comprimido en la producción son: 30

 Pistola neumática  Formadoras de hamburguesa  Máquinas de vacío  Picadora de bloques de carne  Secado de equipos

Aire

Filtro

Pistola neumática

Compresor

Aire

Filtro

Picadora de bloques de carne

Formadoras de hamburguesa Máquinas de vacío

Secado de equipos

Figura 2.13. Diagrama de aire comprimido

31

2.5.1

Compresor de pistón y de tornillo

2.5.1.1 Objetivo

El compresor de pistón es un aparato que aumenta la presión del aire. 2.5.1.2 Principio de funcionamiento

La relación de compresiones el cociente entre la presión de descarga y la presión de admisión del compresor. r = p descarga/padmisión En compresores reciprocantes esta relación está en el orden de 3 a 5, si es mayor se fracciona la compresión. El rendimiento del compresor a) Eficiencia volumétrica o factor de llenado o rendimiento del espacio nocivo o muerto (evo o ηvo).

b) Calentamiento del gas a la entrada del compresor (ev1). c) Pérdidas de carga a la entrada al compresor(ev2). d) Fugas por falta de estanqueidad. Rendimiento volumétrico (ηv).

En general el factor de llenado está en el orden de 80-85%, y los otros factores en el orden del 95 al 99%. Con estas consideraciones el volumen de gas aspirado por el compresor es:

V: capacidad del compresor (m3/min). D: diámetro del pistón L: carrera del pistón Z: número de pistones N: ciclos por unidad de tiempo 32

En cuanto a la potencia se deben tener en cuenta las pérdidas por rozamiento que se dan en la transmisión, por lo que tenemos un rendimiento mecánico ηm:

Potencia al freno = Potencia teórica .η m

Figura 2.14.- Curvas del compresor

33

Figura 2.15.- Funcionamiento del compresor de pistón

Foto 2.3.- Compresor usado para la sala de proceso

2.6

Servicio de refrigeración

Es muy importante este servicio, para la conservación, inhibición microbiana tanto de la materia prima como del producto final, para lo cual la empresa cuenta con cámaras frigoríficas El refrigerante utilizado para este sistema es el amoniaco NH3, cuando se lo compara con otros refrigerantes, el NH3 es de bajo costo, no daña la capa de ozono, elevado calor latente de vaporización, bajo punto de ebullición por lo

34

cual la condensación y enfriamiento puede efectuarse con el abastecimiento normal de agua. El consumo de el amoniaco NH3 es de 70  – 80 Kg/año. El equipo de refrigeración de los túneles de enfriamiento está conformado mediante turbinas, este puede llegar a obtenerse temperatura hasta -30°C, produce un congelamiento rápido en 3 horas. El servicio de refrigeración implementado usa cuatro compresores de tornillo y NH3 como líquido refrigerante por su alta eficiencia. El refrigerante es el fluido que durante el ciclo de refrigeración se vaporiza y se condensa alternativamente, absorbiendo y cediendo calor respectivamente.

35

Vapor a baja presión

Vapor a alta presión

VAPOR

VAPOR

Extrae el calor de los alimentos

Calor añadido al aire

Condensador

Evaporador

LIQUIDO LIQUIDO

Válvula de expansión

Liquido a alta presión

Liquido a alta presión

Figura 2.16. Esquema del sistema de refrigeración por recirculación

2.6.1

Refrigerante – amoniaco

El amoníaco es uno de los compuestos químicos más apreciados y versátil en el mundo industrial. Lo demuestra el amplio número de aplicaciones en la

36

producción y procesamiento de alimentos, textiles, manufactura química, refrigeración, tratamiento de metales y descontaminación. Este refrigerante se destaca por tener mayor volumen de calor de evaporación, esto hace que su capacidad de refrigeración sea mayor en comparación a otros refrigerantes. El amoniaco utilizado para refrigeración debe ser incoloro en su fase líquida. El grado de pureza debe ser de 99.9%, el principal contaminante es el agua. El amoniaco con menos de 0.2% de agua es considerado suficientemente puro para ser utilizado en sistemas de refrigeración. Cuando el amoniaco es lo suficientemente puro, su punto de ebullición a presión atmosférica está entre  – 33.3ºC y –33.9ºC. Respecto a la combustibilidad y explosividad; pruebas de laboratorio han demostrado que la temperatura más baja al cual la mezcla de amoniaco se enciende es de 651ºC; el límite menor de ignición del NH 3 en el aire es entre 15.3 y 16% por volumen (lo que corresponde a 153,000 y 160,000 ppm). Arriba de este límite, el NH 3  se quema muy despacio, produciendo una débil flama amarilla, en agua y nitrógeno. El límite superior del punto de ignición esta alrededor de 26 % por volumen, el cual corresponde a 260,000 ppm. Arriba de este límite, la flama simplemente se extinguirá debido a la escasez de oxígeno. Si el amoniaco presenta contaminación con aceite, el límite de flamabilidad puede llegar a ser hasta del 8%.

37

Tabla 2.5. Propiedades del NH3 Como refrigerante el NH3 ofrece ventajas sobre otros refrigerantes:  Potencial mínimo de riesgo contaminante para el medio ambiente  Tiene excelentes propiedades térmicas  Tiene un alto rendimiento como refrigerante  Tiene un olor característico para detectar fácilmente la presencia de fugas.

El ciclo de refrigeración que se utiliza para la compresión de vapor está constituido por los cuatro componentes básicos:

2.6.2

Compresor

2.6.2.1 Objetivo

 Aumentar la presión y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tales como gases y los vapores. 2.6.2.2 Principio de funcionamiento

Su funcionamiento está basado en la primera ley termodinámica: 

38

 Al ser este un sistema inicialmente en equilibrio con el exterior, es decir, la presión que ejerce el gas sobre las paredes del cilindro y sobre el pistón (que es la misma en todas las direcciones)  es igual a la presión que ejerce el peso del pistón sobre el gas  ,  y más ninguna otra fuerza obra sobre el sistema. Repentinamente se aumenta la presión externa a  y como la presión que ejerce el gas sobre el pistón es    el equilibrio se romperá y el cilindro se deslizara ejerciendo un trabajo       

Esta energía por la primera ley de la termodinámica, se convertirá instantáneamente en un incremento de energía interna del gas en el recipiente, y es así como el gas absorberá el trabajo del desplazamiento del pistón.

2.6.3

Condensador

2.6.3.1 Objetivo

Convierte el vapor en estado gaseoso a vapor en estado líquido, también conocido como fase de transición. 2.6.3.2 Principio de funcionamiento

La función principal del condensador en una central térmica es el ser el foco frio o sumidero de calor dentro del ciclo termodinámico del grupo térmico. Por tanto, su misión principal es condensar el vapor que proviene del escape de la turbina de vapor en condiciones próximas a la saturación y evacuar el calor de condensación (calor latente    ) al exterior mediante un fluido de intercambio (aire o agua).

39

2.6.4

Equipo de control refrigerante (válvula de expansión)

2.6.4.1 Objetivo

La expansión es el paso de un fluido del estado de alta presión y temperatura al estado de baja presión y temperatura (proceso inverso a la compresión). La función de una válvula de expansión termostática es la de expandir el fluido y regular el recalentamiento de este fluido a la salida del evaporador. Esta regulación es función del caudal del fluido que atraviesa el evaporador. El grado de apertura de la válvula es mayor o menor según las necesidades energéticas del evaporador 2.6.4.2 Principio básico de funcionamiento

El fluido frigorífico entra en la válvula de expansión en estado líquido a alta presión. Al pasar a través del orificio formado por el cuerpo y la bola o cabeza de válvula, sufre una expansión que la lleva al estado difásico (liquido-gas), a baja presión y temperatura, seguidamente atraviesa el evaporador donde por intercambio de calor con el aire, se evapora y se recalienta ligeramente El elemento termostático se compone esencialmente de una membrana (diafragma) de un apoyo de protección de la membrana y de un vástago que una la membrana a la válvula. Su funcionamiento está determinado por tres fuerzas  La fuerza F1ejercida por la presión P b  del elemento termostático (bulbo) P b

depende de la temperatura del fluido frigorífico evaporado y de la naturaleza de la carga del bulbo la presión P b en el elemento termostático disminuye

40

cuando la temperatura del fluido frigorífico a la salida del evaporador disminuye.  La fuerza F2 ejercida por la presión Pe que reina en el evaporador, P e es la

presión de evaporación del fluido frigorífico. La presión P e a la salida del evaporador se aplica sobre la membrana del bulbo.  La fuerza F3 ejercida por el muelle (elemento interno y propio de la válvula de

expansión). La constante elástica del muelle tiene un valor fijo. La primera fuerza F1 actúa en el sentido de la apertura de la válvula, es decir que aumenta del caudal del fluido. Por el contrario las otras dos fuerzas F 2 y F3 actúan en el sentido de cierre de la válvula o disminución del caudal. Mientras estas tres fuerzas estén equilibradas, el caudal se mantiene constante. La apertura de la válvula está determinada por la diferencia de las fuerzas que actúan sobre la válvula, la presión sobre la parte superior del diafragma actúa en el sentido de cierre y la presión sobre la parte inferior del diafragma actúa en el sentido de apertura. Es este caso la fuerza de apertura está representada por la presión en el bulbo y la fuerza de cierre por una combinación de la presión de evaporación y la fuerza del muelle de recalentamiento. Suponiendo que la presión del fluido a la salida del evaporador permanece constante, la apertura y el cierre de la válvula resultan de los cambios de presión en el bulbo. Por consiguiente la apertura esta pilotada por la temperatura del fluido frigorífico a la salida del evaporador.

41

Figura 2.17. Válvula de expansión 2.6.5

Evaporador

2.6.5.1 Objetivo

Permite la absorción de los calores que tenga alrededor por el fenómeno “absorción de calor”, es decir cuando el líquido comienza a cambiarse de

estado líquido a gas. 2.6.5.2 Principio básico de funcionamiento

En los sistemas frigoríficos el evaporador opera como intercambiador de calor, por cuyo interior fluye el refrigerante el cual cambia su estado de líquido a vapor. Este cambio de estado permite absorber el calor sensible contenido alrededor del evaporador y de esta manera el gas, al abandonar el evaporador lo hace con una energía interna notablemente superior debido al aumento de su entalpia, cumpliéndose así el fenómeno de refrigeración. 42

El flujo de refrigerante en estado líquido es controlado por un dispositivo o válvula de expansión la cual genera una abrupta caída de presión en la entrada del evaporador. En los sistemas de expansión directa, esta válvula despide una fina mezcla de líquido y vapor a baja presión y temperatura. Debido a las propiedades termodinámicas de los gases refrigerantes, este descenso de presión está asociado a un cambio de estado y, lo que es más importante aún, al descenso de la temperatura del mismo. De esta manera el evaporador absorbe el calor sensible del medio a refrigerar transformándolo en calor latente el cual queda incorporado al refrigerante en estado de vapor. Este calor latente será disipado en otro intercambiador de calor del sistema de refrigeración por compresión conocido como condensador, dentro del cual se genera el cambio de estado inverso, es decir de vaporización a líquido. 2.6.6

Principios termodinámicos de la refrigeración

La refrigeración es el proceso de eliminación de calor, cualquier proceso encaminado a reducir o mantener la temperatura de un cuerpo. Esto se logra extrayendo calor del cuerpo a refrigerar y transfiriéndolo a otro cuerpo cuya temperatura es inferior a la del cuerpo refrigerado. El efecto de refrigeración es posible gracias a la aplicación de dos principios termodinámicos fundamentales:  Efecto sensible.- Permite que una sustancia absorba calor  Efecto latente.- Permite que una sustancia cambie de estado físico.

43

Elevación de temperatura de la sustancia refrigerante (efecto

2.6.6.1

sensible) Para realizar este procedimiento se dispone de una sustancia a menor temperatura que la carga que deseamos enfriar, para ejecutar esta acción la sustancia incrementara su temperatura mientras la temperatura de la carga disminuye. En este proceso se cumple el concepto de calor sensible. “Calor

sensible es aquel que reciben un cuerpo o un objeto y hace que

aumente su temperatura sin afectar su estructura molecular y por lo tanto su estado. En general, se ha observado experimentalmente que la cantidad de calor necesaria para calentar o enfriar un cuerpo es directamente proporcional a la masa del cuerpo y a la diferencia de temperaturas. La constante de proporcionalidad recibe el nombre de calor especifico ”.  ̇ =  ̇cp (t1 – t2)

Dónde:   ̇ Carga frigorifica  ̇  Carga de refrigerante   Calor especifico del refrigerante a presión constante   Temperatura a la salida del refrigerante   Temperatura a la entrada del refrigerante 2.6.6.2

Cambio de fase de la sustancia refrigerante (efecto latente)

Los cambios de estado de las sustancias (sublimación, fusión, evaporación) pueden utilizarse para realizar procesos de refrigeración, este efecto es conocido como latente.

44

“El

calor latente es la energía requerida por unidad de sustancia para cambiar

de fase, de solido a liquido (calor de fusión) o de líquido a vapor (calor de vaporización). Se debe tener en cuentea que esta energía en forma de calor se invierte para el cambio de fase y no para un aumento de la temperatura; por tanto al cambiar de vapor a líquido y de líquido a solido se libera la misma cantidad de energía ”. Cuando una sustancia cambia de estado absorbe o cede calor sin que se produzca un cambio de su temperatura. El calor Q que es necesario aportar para que una masa m de cierta sustancia cambie de estado es igual a:

Q=m×L Donde L se denomina calor latente, es característico de cada sustancia y depende del tipo de cambio de estado. 2.6.7

Ciclo termodinámico de refrigeración por compresión de vapor

 A medida que el refrigerante circula a través del sistema de refrigeración sufre cambios en su estado. El refrigerante partiendo de una condición inicial, pasa a través de unos procesos en una secuencia definida y vuelve a su condición inicial. Esta serie de procesos se llama ciclo. El sistema de un ciclo general de refrigeración comprende básicamente un compresor de gas movido por un motor eléctrico, un condensador, un evaporador y una válvula de expansión, todos interconectados por tuberías de cobre formando un circuito cerrado.

45

2

1

4

3

Figura 2.18. Ciclo básico de refrigeración La figura anterior muestra el ciclo (1-2-3-4-1)

ideal de refrigeración por

compresión de vapor. Entra vapor saturado a baja presión al compresor y sufre una compresión reversible y adiabática, 1-2. El calor es cedido a presión constante en el proceso 2-3, y la sustancia de trabajo (refrigerante) sale del condensador como liquido saturado. Sigue un proceso adiabático de estrangulamiento durante 3-4, luego la sustancia de trabajo se evapora a presión constante durante 4-1, lo cual completa el ciclo.

Figura 2.19. Diagrama T-S del ciclo de refrigeración por compresión

46

2.6.8 Sistema de refrigeración

Foto 2.4. Torre de enfriamiento y tanque pulmón 2.7

Otros servicios

2.7.1

Servicio de limpieza

 Al finalizar el trabajo diario de cada área del frigorífico se procede a realizar la limpieza de todas las áreas como ser: planta de faena y subproductos como desposte, hamburguesa y finalizando en corrales. La limpieza en el área de faena es realizada al medio día y al final de la faena.  Al medio día antes de empezar la faena se lava con detergente y se desinfecta y al finalizar la faena la limpieza se realiza con más cuidado cumpliendo los POES. En el caso de las áreas de los ciclos de desposte y hamburguesas hay un pre- limpieza al empezar producción y una limpieza completa al finalizar la jornada de producción. La realización de la limpieza de los exteriores de las salas de producción es realizada por un grupo de limpieza. El frigorífico realiza diariamente las actividades de limpiezas de un Plan de Sanitización y desinfección, elaborado y supervisado por el departamento de Control de Calidad, la misma que es la siguiente.

47

2.7.1.1

Procedimiento general de lavado

Preparación La limpieza global de las áreas de producción solo puede hacerse al final del día, cuando las salas de proceso están vacías o las operaciones han cesado. La limpieza empieza con la movilización de todos los utensilios que intervengan en la producción. No debe quedar ninguna objeto sin mover con el fin de descubrir aquellas zonas donde puede haber un acumulo de suciedad. Se debe retirar todos los productos presentes en las salas que pudiesen ensuciarse durante el proceso de limpieza, o en su defecto cubrirlas para evitar que puedan caer encima compuestos químicos que la contaminen. Eliminación de Materia Orgánica

Se procede a la eliminación de la suciedad visible que constituyen los trozos de carne, grasa restos de envases o envoltorios, sangre y otros desperdicios. Se debe retirar por medio de manguera, escobas y cepillos dicha suciedad frotando con agua fría. Dichos desperdicios se recogen y se introducen en los botes de basura con tapa. Se evitará barrer con el suelo seco ya que eso provocará una diseminación de los gérmenes al ambiente y su reparto por todas las superficies ya higienizadas. Enjuagado

Se debe enjuagar todo con manguera y con cantidad suficiente de agua y vapor, ya que es conveniente que aquellos restos que estén más agarrados se puedan eliminar. Se debe seguir un orden. Se iniciará en un extremo de la sala y se avanzará hacia la zona opuesta.

48

Aplicación de detergente

Pasado un tiempo de humectación es cuando se añade el detergente, con un alto poder de remoción y emulsificación de grasas y suciedades pesadas. Diluir 20 a 50 ml. en 1Lt. de agua.  Aplicar la mezcla sobre toda la área

y escobillar, asegurándose que la

espuma generada cubra toda la superficie a limpiar. Para darle más efectividad al producto se ayuda con una acción de tipo mecánico, es decir, frotando las superficies tratadas para lograr una limpieza en profundidad.

DETERGENTE VQ-3500 DETERGENTE CLORADO DE ALTA ESPUMA Descripción: Detergente

alcalino

clorado

que

genera una alta cantidad de espuma, especialmente

formulado

para

la

remoción de grasas y residuos en plantas procesadoras de alimentos.

Principio activo compuesto: Cada 1 lt de solución acuosa contiene: 

Oxido de dimetil coco amina



Hipoclorito de sodio

  Excipientes

Concentración utilizada: 4% Frecuencia de uso: Lunes a Sábado Tabla 2.6. Características del detergente de lavado Lavado Se procede al lavado de cada parte de los equipos, paredes, pisos, 49

cuidadosamente mediante el uso de detergentes con la ayuda de cepillos de cerdas blandas y largas para lograr una limpieza en profundidad, dejándolo actuar el tiempo necesario.

Enjuague El siguiente paso es el enjuague con agua en abundancia para la eliminación de residuos de detergente de la superficie. La temperatura sobrepasara los 50 °C pero es necesario que sea caliente para que se disuelva la grasa. Aplicación de desoxidante/desincrustante industrial

Tras el enjuague del detergente se debe proceder a aplicar la solución desoxidante/desincrustante a todos los equipos, pisos y paredes de toda la planta escobillando. Este también necesita un periodo de actuación, tan importante como en el caso del detergente y que debe respetarse evitando acortarlo ya que de otra manera no tendría una actuación eficaz.

Enjuague final El siguiente paso consiste en un enjuague con abundante agua (hasta 50 2) para evitar la presencia que favorezcan la re contaminación. Es fundamental que se haga con agua abundante ya que se debe eliminar todo el detergente espumoso.

50

DETERGENTE VQ-30 DESOXIDANTE / DESINCRUSTANTE INDUSTRIAL Descripción: VQ-30 es un detergente desoxidante liquido concentrado con excelentes propiedades detergentes, desoxidantes y desincrustantes sobre residuos orgánicos e inorgánicos, del tipo óxido e incrustación fuertemente adherida.

Principio activo compuesto: Cada 1 lt de solución acuosa contiene: 

Surfactante aniónico



Ácidos orgánicos

Concentración utilizada: Maquina a presión 2%:Dejar en contacto la espuma generadora de 5 a 20 minutos según el grado de suciedad presente

Frecuencia

de

uso:

Lunes

y

Miércoles

Tabla 2.7. Características del desoxidante / desincrustante Aplicación de sanitizantes En la empresa FRIGOR S.A. se aplica el desinfectante cada miércoles y sábado después del enjuague final de la sala de procesos y equipos mediante la fumigación con una mochila de aspersión que porta la solución desinfectante. Se aplica la solución desinfectante para reducir la cantidad de microorganismo que aún queda en la superficie. Pero se enjuaga con agua antes de utilizar los equipos. 51

SINGEN SQ-10 DESINFECTANTE DE AMPLIO ESPECTRO Descripción: Singen SQ-10 es un bactericida,

fungicida,

viricida

y

alguicida para ser aplicado en todo tipo

de

superficies.

Está

especialmente recomendado para la desinfección

de

superficies

y

materiales de trabajo en la industria de alimentos.

Principio activo compuesto: Cada 1 lt de solución acuosa contiene: 

Alquil (C12, C14, C16) dimetil Cloruro de amonio ….4,0%

  OctilDecilDimetil

Cloruro

de

amonio………………3,0%



DioctilDimetil

Cloruro

de

amonio………………1,5%



DidecilDimetil

Cloruro

de

amonio………………1,5%



Componentes inertes..90,0 %

Concentración utilizada: Maquina a presión 2%:Dejar en contacto la espuma generadora de 5 a 20 minutos según el grado de suciedad presente

Frecuencia de uso: Sábado Tabla 2.8. Características del desinfectante. 52

III.

IDENTIFICACION Y DESCRIPCION DE LABORATORIOS

Se puede definir el análisis microbiológico como el conjunto de operaciones encaminadas a determinar los microorganismos presentes en una muestra.  Algunos de los factores que inciden en la flora bacteriana:  La acidez disminuye el contenido de microorganismos.  La materia orgánica lo aumenta.  Mucho oxígeno disuelto disminuye los microorganismos anaerobios.  Las sales, si son abundantes, producen que el agua sea casi estéril.  Si existe poca cantidad de sales se estimula el desarrollo bacteriano.  La filtración disminuye el número de microorganismos.  La temperatura puede aumentar o disminuir el contenido bacteriano.  La turbidez hace que el contenido bacteriano pueda aumentar, ya que los

rayos U.V. no manifiestan su acción.  Los protozoos fagocitan bacterias y así disminuyen el número de estas.

Los análisis realizados por la empresa en el laboratorio para control de calidad de la materia prima y producto terminado son:  Coliforme totales   Echerichiacoli  Mesofilos aerobios   Staphylococcusaureus  Mohos y levaduras  Salmonella sp.

53

Para certificar

los análisis microbiológicos realizados en el laboratorio,

mensualmente se mandan muestras de cortes de carne y hamburguesas a un laboratorio externo oficial como es LABROB para certificar la inocuidad de los alimentos. Para exportar un producto de las diferentes cadenas de hamburguesas y embutidos tiene que ir con el análisis externo obligatoriamente.

3.1

Análisis de rutina

 A continuación se hace la descripción de algunos métodos para la determinación de algunos microorganismos para garantizar la inocuidad y calidad del producto terminado.

3.1.1

Recuento de aerobios mesofilos totales en alimentos en placa

petrifilm 3.1.1.1

Bacterias mesófilas

Bacterias, mohos y levaduras capaces de desarrollarse a 30º C, pero pueden hacerlo en rangos bien amplios de temperaturas inferiores y mayores a los 30° C. Todas las bacterias patogénicas de origen alimenticio son mesófitas Las bacterias mesófilas aerobias continúan siendo unos de los indicadores más útiles del estado microbiológico de un alimento. Un recuento viable elevado indica mayormente un estado sanitario poco satisfactorio, condiciones de tiempo y temperatura no idónea durante la producción o almacenamiento del alimento o una combinación de ambas.

54

Figura 3.1. Bacterias mesófilas en placas de petrifilm 3.1.1.2

Principio del método

Se utiliza placas de cultivo bacteriano de medio seco

y

gel soluble en agua frío.

Se añaden suspensiones diluidas y no diluidas a las placas a un rango de 1 ml por placa. La presión aplicada al difusor plástico colocado en la película superior, esparce la porción de prueba cerca de 20 Cm 2

del área de

crecimiento. Se permite que el agente gelificante se solidifique y se incuban las placas, luego se recuentan .Se pueden utilizar una pipeta, jeringa de pipeteo continuo para siembra, una pipeta automática para probar la adición de la suspensión de prueba para un análisis de recuento bacteriano.

3.1.2

Recuento de levaduras y mohos en alimentos

Son microorganismos putrefactivos que provocan cambios perjudiciales en el aspecto, olor, gusto o aroma del alimento.

55

Figura 3.2. Bacterias mohos y levaduras en placas de petrifilm 3.1.2.1

Principio del método

El método usa placa de cultivo de medio seco complementado con antibiótico colorante indicador para mejorar la visualización del crecimiento

y

un agente

gelificante soluble en agua fría, suspensión diluidas y no diluidas se agregan a las placas a un rango de

1ml

/ placa, se esparce la suspensión cerca de 30

cm2 del área de crecimiento. Se permite que el agente gelificante solidifique, las placas se incuban y sé realizan el recuento de levaduras y mohos

3.1.3

Recuento de staphylococcusaureus

Staphylococcusaureus es un microorganismo de forma cocácea que se agrupa adoptando una disposición de racimos irregulares. Son anaerobios facultativos, aunque crecen mejor en aerobiosis. S. aureus es mesofílico, con una temperatura mínima de desarrollo de 10 °C, pero se requieren temperaturas más altas para la producción de toxinas (>15 °C). El

S. aureus  es

tolerante a la

sal y puede desarrollarse con actividades de agua tan bajas como 0, 86. El mínimo pH para el desarrollo es 4,5. El S. aereuspresente en un alimento puede proceder de la piel, manos, boca, 56

nariz de las personas que tuviesen manipulando el alimento. Su presencia en un número elevado es motivo de considerar el alimento como pobre en la elaboración y manipuleo higiénico.

Figura 3.3. Bacterias staphylococcusaureus en placas de petrifilm 3.1.3.1

Principio del método

Este método consiste en extender un volumen determinado (aproximadamente una gota) de las diluciones correspondiente del alimento (materia prima o producto terminado con agua peptonada homogenizado en el baxmixer) sobre la superficie de agar Baird Parker, en este medio de cultivos se forman colonias negras rodeadas de zonas claras características de staphylococcusaereus. Como

procedimiento

confirmatorio

para

determinar

la

cantidad

de

staphylococcusaereus, este método utiliza el método de coagulasa y temonucleasa.

3.1.4

Detección de Salmonella

El género Salmonella pertenece a la familia Enterobacterias, incluye varias especies patógenas para el hombre y los animales. Son bacilos Gram negativos 57

anaerobios facultativos, móviles por flagelos peritricos. Su temperatura óptima es de 38ºC, y son relativamente termo sensible. Pueden producir toxinas y causar enfermedades como la salmonelosis, que es transmisible por los alimentos y se contrae cuando se ingiere alimento contaminado con bacterias vivas del grupo salmonella. Cuando un alimento está contaminado con salmonellas suele contener también gran cantidad de enterobacterias muy similares. Por ello es necesario realizar un enriquecimiento de la muestra en medios selectivos que propician el crecimiento de Salmonella frente a otras bacterias presentes. Sin embargo casi todos los alimentos pueden ser contaminados por salmonella

y si se descuida la higiene entonces se corre el riesgo de contraer la enfermedad.

3.1.4.1

Principio del método

La detección de salmonella a partir de alimentos se realiza por etapas, una de ellas es el enriquecimiento no selectivo que permite que la bacteria se libere del estrés posiblemente fue sometida en

al el

que

alimento y posterior siembra en caldos de

enriquecimiento selectivo, agares selectivos y pruebas diferenciales. Finalmente realizar la confirmación con pruebas serológicas.

Pre-enriquecimiento En la etapa de pre enriquecimiento se logra la revivificación de las salmonellas lesionadas, se incrementa su vitalidad y adquieren enriquecimiento. Para el pre-enriquecimiento primero se toman las muestras en una bolsa de stomacher luego se pesan en una balanza electrónica 25 gr de la misma. Posteriormente se agrega 225 de agua peptonada y se procede a la 58

homogenización que se realiza en el equipo baxmixer (stomacher).

Enriquecimiento  A promover el crecimiento de la salmonella, e inhibir la flora acompañante medio líquido selectivo, mediante siembra del sustrato procedente del pre enriquecimiento. En el enriquecimiento se toma 0,1 ml de la dilución preparada en el preenriquecimiento agregando esto a un tubo de ensayo con 10 ml de caldo rapapor posteriormente se lleva a una estufa encubando a 42 °C durante 24 hr. Se realiza la siembra agregando una gota de la dilución sobre la superficie de agar XL.

Aislamiento El sustrato procedente, en medios sólidos selectivos que nos permitan lavisualización

de las características de salmonellas.

Confirmación Las colonias seleccionas (presunta salmonella), se confirma mediante pruebas bioquímicas.

Identificación serológica Las pruebas serológicas, permiten la identificación de las colonias sospechosas como miembro del género salmonella.

3.1.5

Detección de E.coli O157: H7

La E.coli O157:H7 es una de cientos de cepas de la bacteria escherichiacoli.  Aunque la mayoría de las sepas son inocuas y viven en los intestinos de los humanos y animales saludables, esta cepa produce una potente toxina y puede ocasionar enfermedad grave.

59

Para la detección de cepas de E.coli O157:H7, se utilizan bioensayos y métodos convencionales, pero tienen limitaciones. Los métodos microbiológicos requieren tiempo, son laboriosos, difíciles de adaptar a un gran número de muestras y presentan poca sensibilidad, además de ser incapaces de detectar variantes fenotípicas.

Figura 3.4. Bacterias E.coli en placas de petrifilm 3.1.5.1

Principio del método

E.coli O157 posee una mayor sensibilidad al efecto inhibitorio de las sales biliares y es resistente a ciertos antimicrobianos en concentraciones subinhibitorias. Tomar muestras del producto pesar 25 gr luego agregar 225 ml de caldo de enriquecimiento TSB, se homogeniza y se encuba a 37 °C durante 24 hr. Pasando las 24 hr se saca de la estufa, se toma 1 ml de la dilución y se vacía a un tubo de ensayo. Posteriormente se coloca la barra de E.coli O157:H7 y se controla 10 minutos, pasando este tiempo se observa si la barra marca dos rayas es que existe presencia de E.coli O157:H7 y si marca una raya no hay presencia de E.coli O157:H7 60

3.1.6

Análisis específicos para cada sala de producción

Los ensayos se los realiza a cada sala que se describe a continuación:  Sala de Desposte: cortes cárnicos, personal, maquinarias.  Sala de Hamburguesa: materia prima, producto terminado, personal,

máquinas y equipos de producción.  Sala de Embutidos: materia prima, producto terminado, personal, máquinas y

equipos de producción.

3.1.6.1

Sala de desposte

La siguiente tabla muestra los diferentes análisis realizados en esta área:

Máquinas y Límite Análisis Cortes equipos de Unidades permitido Microbiológicos cárnicos Personal producción UFC/g 10 EscherichiaColi   UFC/g 1x10³ Coliformes Totales  Mesofilos Aerobios UFC/g 1x10⁶ Totales   UFC/g 1x10³ Staphylococcusaureus    UFC/g 1x10⁴ Mohos y Levaduras   En 25 g Ausencia Salmonella sp  Tabla 3.1.  Análisis microbiológico en la sala de desposte

3.1.6.2

Sala de hamburguesa

En esta área que consta de 3 salas de producción. carne,

Para la carne fresca,

grasa congelada y todas las diferentes líneas de hamburguesas

terminadas se realizan los siguientes ensayos:

61

Máquinas y Límite Análisis Cortes equipos de Unidades permitido Microbiológicos cárnicos Personal producción UFC/g 10 EscherichiaColi   UFC/g 1x10³ Coliformes Totales  Mesofilos Aerobios UFC/g 1x10⁶ Totales   UFC/g 1x10³ Staphylococcusaureus    UFC/g 1x10⁴ Mohos y Levaduras   En 25 g Ausencia Salmonella sp  Tabla 3.2.  Análisis microbiológico en la sala de hamburguesa 3.2

Análisis de agua

ANALISIS MICROBIOLOGICO

Unidades

Lavamanos Agua de y desinfección mangueras

Escherichiacoli

UFC/ml





coliformes totales

UFC/ml





Mesofilo aerobio

UFC/ml



LIMITES SLR /TIMER: Esta es una tecla multi-función. En modo medición, pulsar

para realizar una medición, o pulsar y mantener durante tres segundos para iniciar una cuenta atrás pre-programada previa a la medición. En modo GLP pulsar para ver la siguiente pantalla.  CAL CHECK: Esta es una tecla bi-funcion. Basta con pulsarla para realizar

la validación del medidor, o pulsarla y mantenerla durante tres segundos para entrar en modo calibración. 

RANGE/GLP/˄:

Esta es una tecla multi-función. Basta con pulsarla para

cambiar el parámetro. Pulsar y mantener durante tres segundos para entrar en modo GLP. En modo calibración pulsar para editar fecha y hora.

64

Foto 3.1. Equipo para la medición de cloro 3.2.2.1.3

Procedimiento de medición

Para compensar al medidor por la turbidez o color de la muestra, la medición se desarrolla en dos fases. Primero, el medidor se pone a cero utilizando la muestra sin tratar. Tras añadir los reactivos se mide la muestra tratada.  Conecte el medidor pulsando ON/OFF. El display muestra brevemente todos

los elementos.  Cuando suena la señal acústica brevemente y el display muestra guiones, el medidor está preparado. El “ZERO” parpadeante indica que el instrumento

requiere ser puesto a cero primeramente.   Preste atención al rango seleccionado. Para cambiar de rango, basta con pulsar RANGE/GLP/˄.

 Llene la cubeta con 10 ml de muestra sin tratar, hasta la marca, y coloque la

tapa. 65

 Coloque la cubeta en la célula de medición y asegúrese de que la marca de

la tapa y la del instrumento coincidan perfectamente.  Pulse ZERO/CFM y los iconos de lámpara, cubeta y detector aparecerán en

el display, dependiendo de la fase de medición.  Tras unos pocos segundos, el display mostrara “ -0.0-“. El medidor está ahora

a cero y listo para medición.  Retire la cubeta del instrumento. Quite la tapa  Añada el contenido de un paquete de HI93701-0 reactivo cloro libre. Ponga

la tapa y agite suavemente durante 20 segundos.  Coloque la cubeta en la célula de medición y asegúrese de que la marca de

la tapa y la del instrumento coincidan perfectamente.  Pulse y mantenga READ/>/TIMER durante tres segundos. El display

mostrara la cuenta atrás previa a la medición. Se oirá una señal acústica al final del periodo de cuenta atrás. Como alternativa, espere 1 minuto y simplemente pulse READ/>/TIMER. En ambos casos, los iconos de la lámpara, cubeta y detector aparecerán en el display, dependiendo de la fase de medición.   Al final de la medición, el instrumento muestra directamente en el LCD la

concentración en mg/l de cloro libre y el código de rango.

66

IV.

IDENTIFICACION Y DESCRIPCION DE LAS OPERACIONES

UNITARIAS EN LOS DIFERENTES PROCESOS DE LA PLANTA FRIGOR S.A. Cuenta con una línea de producción:  Línea de hamburguesa.

El presente trabajo está enfocado en el área de hamburguesa. El proceso de producción es continuo. Una hamburguesa es un alimento procesado en forma de bocadillo de carne picada aglutinada en forma de filete,  cocinado a la parrilla o a la plancha, aunque también puede freírse u hornearse.

67

Recepción y pesaje de materias primas (MP): 1.- Carne de Res 2.- Grasa de Res 3.- Soya

Por separado. Primero la carne y luego la grasa.  Adición de aditivos e insumos y hielo.

Tc= -17.6 ºC Tg= -13.3 ºC Ts = 2.1 ºC

Picado o triturado de los bloques MP (carne y grasa de res)

-

11.7 ºC 8,9 ºC

-

6.2 ºC

-

Mezcladora

-

Moledora

-

Formax(formadora de hamburguesa)

-

Túnel IQF(congelado de hamburguesas)

Seleccion de Hamburguesas

Envasado

-

Empaquetado

 Almacenamiento

4.7 ºC

-

4.5ºC

20 ºC

-

19.5 ºC

-

19

18.5 ºC

18.5

Figura 4.1. Diagrama de bloque de elaboración de hamburguesa 68

Trituradora o picadora de bloques de carne congelada

   s    e     l    a    t    e    m    e     d    r    o    t    c    e    t    e     D

   e     d    a    r    s    o     d    a    s    a    e    t    r    u    g    o   r    p    u    s    b    n    a    m    r    t    a     h    a    t    n     i     C

Molido de la mezcla

h  F   a  o m r  m  b   a  u  d  r   o   g r   u  a  e  s   d   a  e

Mezcladora de carne, grasa, soya e insumos

Entrada de hamburguesas al túnel

Túnel (IQF) congelado de las hamburguesas

Envasado de hamburguesas

Empaquetado de hamburguesas

Figura 4.2. Diagrama de proceso de elaboración de hamburguesa

69

4.1

Descripción de proceso

4.1.1

Recepción de materia prima soya pts.

Primeramente se debe pesar la proteína de Soya o PTS de acuerdo a la formulación y adicionar agua a temperatura ambiente 25 grados en una relación de 1:3 (1Kg pts: 3 Lt de Agua) por 30 minutos, una vez preparada la soya se debe almacenar la soya hidratada en el túnel refrigerado a T=2 ºC.

Foto 4.1. Proteína de soya hidratada 4.1.2

Recepción de materia prima (carne congelada – grasa congelada)

La materia prima que se recibe para la producción de hamburguesa, proviene de la sala de desposte en lo que respecta a la carne fresca, de las cámaras de almacenamiento se recibe la carne y grasa congelada. Estos se encuentran en bloques de aproximadamente 20 kg., son carnes de buena calidad.

70

Foto 4.2. Recepción y pesado de bloques carne o grasa 4.1.3 Picado de los bloques de carne, y grasa congelada Los bloques de carne y grasa congelada son triturados en la máquina Hidroflaker, luego son pesadas para ser colocadas en la máquina del molido. Los bloques de grasa o carne congelada son picados en la máquina de acero inoxidable que cuenta con un rodillo pesado con una serie de cuchillas intercambiables; a medida que pasa el bloque congelado le va sacando trozos graduables, en forma de escamas que pueden ser mezclados y molidos más fácilmente en el proceso siguiente.

Foto 4.3. Picadora o trituradora de carne y grasa 71

4.1.4

Pesado de todas las materias primas

El objetivo de esta etapa es verificar que la cantidad de materia prima e insumos sea la correcta según la formulación establecida para cada producto, además se quiere evitar perjuicios al proceso por un ascenso de temperatura. Después de la molienda las carnes son pesadas de acuerdo a la formulación establecida para la elaboración de hamburguesas, de la misma forma se procede a pesar los demás insumos. Es importante realizar un control de la temperatura de la materia prima antes de iniciar el siguiente proceso, ya que una elevación considerable es perjudicial para el proceso de formación de emulsión.

Foto 4.4. Materia prima para la elaboración de Hamburguesa

72

4.1.5

Mezclado

Se mezcla la carne y grasa congelada, soya refrigerada, junto con los aditivos en una maquina mezcladora con una capacidad de 100 Kg y una velocidad de mezclado de Kg/hrs. La masa que sale de la mezcladora es depositada en el molino a una temperatura de – 4.4 a  – 4.9 ºC.

Foto 4.5.- Maquina Mezcladora 4.1.5.1 Emulsificación La emulsión se define como la mezcla de dos líquidos inmiscibles, uno de los cuales se dispersa en forma de pequeñas gotitas o glóbulos en el otro. El líquido que forma las gotas pequeñas se denomina fase dispersa y donde están dispersas las gotas se denomina fase continua. La mezcla tiene un aspecto homogéneo, que no permite distinguir a simple vista las partículas de sus constituyentes.

73

En las emulsiones cárnicas la fase dispersa está conformada por partículas de grasa sólida o líquida y la fase continua por agua, teniendo como agente emulsor

las proteínas solubles

en

solución

salina,

especialmente

las

miofibrilares (actina y miosina), también existen otras substancias que actúan como emulsionantes y entre las de origen natural resultan importantes los fosfolípidos, las proteínas y los carbohidratos complejos como gomas, pectinas y almidones. Pero al reposar la mezcla vuelve a formar dos capas debido a la fuerza de tención superficial que existe entre ellas lo que las vuelve inestables, para evitar este fenómeno se usan agentes que permiten la estabilidad de las emulsiones, conocidas como agentes emulsificante, cuyas moléculas contienen un grupo hidrófilo (de afinidad con el agua) y otro lipófilo(de afinidad con los lípidos y repele al agua), estos actúan reduciendo la tensión que se produce por el contacto de la grasa con el agua, formando una emulsión con menor energía interna y aumentando su estabilidad. La siguiente figura muestra un esquema de la distribución de las moléculas de grasa y agua en una emulsión siendo: a) Sin emulsificante b) Con emulsificante

Figura 4.3. Distribución de las moléculas de grasa y agua

74

4.1.6

Moledora

La masa saliente de la mezcladora es llevada al molino. Se realiza con un equipo de capacidad de 500 Kg. La masa que sale es llevada y depositada a la máquina formax a una temperatura de -2.8 a -2.2 Este proceso es realizado con la finalidad de moler las materias primas para facilitar la emulsificación de todos los ingredientes.

Foto 4.6.- Maquina Moledora 4.1.6.1 Principio de funcionamiento del mezclador-moledor Todas las líneas de hamburguesa utilizan esta máquina para el proceso de amasado y molido, posee un material de acero inoxidable. Este equipo, para su funcionamiento consta de dos partes: 75

La primera parte consiste en una artesa (recipiente) de aproximadamente 100 kg de capacidad con tornillos sin fin de paletas tipo cinta. En esta etapa se procede a la alimentación de materia prima. La segunda parte consiste en un pequeño cilindro, en cuya salida se encuentra un disco con orificios de aproximadamente 6 mm de diámetro, encargados de moler la materia prima. Alimentación

Descarga

Figura 4.4. Esquema de la mezcladora-moledora 4.1.6.1.1 Tornillo sin fin Los tornillos sin fin están formados por aspas helicoidales o seccionales montadas en una tubería o eje que gira accionado por un motor. El movimiento del eje transmite movimiento a las aspas y por ende a la sustancia que entra en contacto con este, permitiendo de esta manera su transporte. Se pueden construir de distintas formas en dependencia del material a transportar, del ángulo de inclinación, de las condiciones de trabajo o las capacidades para las cuales se requieran, a continuación mencionamos algunos tipos:  Tornillo sinfín de hélice helicoidal  Tornillo sinfín de hélice seccional  Tornillo sinfín de paletas cortadas  Tornillo sinfín de paletas tipo cintas  Tornillo sinfín con palas

76

 Tornillo sinfín de paletas plegadas y cortadas  Tornillo sinfín de paso corto de paletas cortadas con palas  Tornillo sinfín de paletas con palas

Tornillo sin fin de paletas tipo cintas Consiste de un tambor horizontal con un eje de soporte y un agitador de cintas. La rotación alrededor del eje produce un movimiento que puede ser un paralelo o en sentido opuesto al otro eje. Excelente para transportar materiales húmedos o pegajosos ya que evita el amontonamiento de material. El espacio que existe entre las aspas y el tubo permite una mejor limpieza.  A continuación se muestra un esquema de un tornillo sin fin tipo cinta, además de una relación entre la distancia de las aspas:

Figura 4.5. Esquema de tornillo sin fin tipo cinta

4.1.7

Formado de Hamburguesas

El formado se lo realiza con un equipo de marca FORMAX modelo F6, que se encarga de formar las hamburguesas con los diámetros y espesor de acuerdo a la línea de hamburguesa ya sea de presentación 50,56 o 83 gr. 77

Este equipo es automático. Estas hamburguesas formadas caen en una cinta transportadora que las llevara hacia el túnel de congelación con una temperatura de 2.2 ºC.

Foto 4.7. Formax (formadora de hamburguesa) 4.1.7.1 Túnel de Congelamiento IQF Para la congelamiento de las hamburguesas se usa un equipo muy moderno llamado túnel de congelamiento rápido IQF, este es completamente automático, el túnel esta con una temperatura de -30 ºC, por el cual pasa la cinta transportadora (4 veces) con las hamburguesas en un tiempo 15 min, saliendo del túnel las hamburguesas presen tan una temperatura ideal de ≤ 18ºC.

78

Foto 4.8. Salida de hamburguesas del IQF 4.1.7.2 Control de temperatura de la Hamburguesa Se debe realizar un control de temperatura de la hamburguesa a la salida del túnel de congelamiento verificando con un termómetro laser que la temperatura sea de la hamburguesa a 18 grados C. El uso del termómetro laser es para no tener un contacto directo con el producto o dañar la presentación con un termómetro aguja, tampoco calentar la hamburguesa

4.1.7.3 Selección de Hamburguesa En este procedimiento el operario debe seleccionar las hamburguesas que se encuentren bien formados y descartas las que tengan una mala formación o estén mordidas, se saca una muestra aleatoria desde que cae la primera tomando el peso cada hora.

79

Foto 4.9.-Selección de Hamburguesas 4.1.8

Envasado

Los operarios colectan y apilan las hamburguesas congeladas conforme van saliendo del túnel de congelación. El envasado se realiza dependiendo del producto, de forma manual en bolsas plásticas y cajas de cartón, estas dependerán del tipo de hamburguesa y presentación.

Foto 4.10.- Envasadora 80

4.1.9

Empaquetado

El embalado es manual en cajas de cartón corrugado y su capacidad depende del tipo de hamburguesa que se produzca. Se debe verificar el lote y el número de hamburguesas que contiene y la temperatura. Hay tres tipos de envases: Envase Primarios (sachet) Envase Secundarios (cajitas o tubos) Envase Terciarios (Cajas Corrugadas)

Fig.4.6.Envasesprimarios

Fig.4.7.-Envases secundarios

81

Figura 4.11. Envases terciarios 4.1.10 Almacenamiento Las cajas para hamburguesa congeladas son almacenadas apiladas en tarimas y llevadas al almacenamiento congelado para mantenerlas, en donde esperarán para ser entregadas. El producto es almacenado en cámaras de refrigeración aproximadamente de 25 ºC para su conservación y posterior comercialización.

Foto 4.11. Almacenamiento de hamburguesas en cámaras frigoríficas 82

V.

ALMACENAMIENTO

5.1

Depósitos o almacén

 Actualmente la planta consta de dos depósitos o almacenes:  Depósitos de cajas, bolsas, etiquetas, etc.  Depósitos de toda clase de insumos (hamburguesas).

El almacén está conformado por una sala de 11 m de largo × 8 m de ancho, montada de material de construcción. Está en su interior consta de 8 pallets de plástico donde se acomodan las cajas, bolsas, tubos , bobinas etc.

Foto 5.1. Almacenamiento de cajas

83

5.2

Cámaras frigoríficas

Las cámaras frigoríficas industriales son recintos refrigerados por ciclos de compresión de vapor y cuya baja temperatura se mantiene gracias a su revestimiento con materiales aislantes.  Actualmente la empresa consta con 6 cámaras frigoríficas dentro de planta para almacenamiento de materia prima y producto terminado, sus elementos constitutivos son tres:   Aislamiento  Barrera anti vapor   Revestimientos

5.2.1

Aislamiento

El aislamiento de la cámara son con dos tipos de construcciones: 1. Aislamientos de cerramientos constituidos por elementos de fábrica: los cerramientos verticales se construyen con ladrillos o bloques de hormigón de fábrica y protegidos por un bordillo o murete. El interior es chapado con piezas cerámicas o de fácil limpieza como poliéster. Los techos son construidos con materiales ligeros. 2. Aislamiento con paneles prefabricados: Son los más utilizados actualmente. Los paneles de poliestireno tienen un espesor de 50 mm a 250 mm. Se caracterizan por su fácil instalación, gran rapidez de montaje, fácil mantenimiento y precio económico.

84

5.2.2 Barrera anti vapor Son necesarias para: Mantener el valor de la conductividad térmica del aislante, evitar deterioro en el aislante, en los parámetros verticales o

horizontales, reducir el consumo

energético, alargar la vida útil de cerramientos, materiales aislantes y de la maquinaria frigorífica.

5.2.3

Revestimientos

Se hacen necesarios por varias razones: Razones mecánicas, las protecciones evitan la rotura accidental del material aislante. Son una protección contra la penetración del agua, acción de un posible fuego y evitan el crecimiento de microorganismo en el aislante. Presentan superficies lisas que facilitan su limpieza y permiten cumplir con las reglamentaciones técnico-sanitarias.

Foto 5.2. Almacenamiento en cámaras frigoríficas

85

VI.

RECALCULO DE EQUIPOS

6.1

Balance de materia y energía por proceso (para 1 bach=100kg) Línea

de producción de hamburguesa FRIGOR de 56gr 6.1.1 Balance en la picadora 6.1.1.1

Balance para la carne

 A= CARNE m = 53,7 kg Cp = 1,97 KJ/kg ºC T = -17,6 ºC

C = CARNE m = 53,4 kg Cp = 1,97 KJ/kg ºC T = -11,7 ºC

BALANCE EN LA PICADORA

B=PERDIDA m = 0,3

kg

BALANCE DE MATERIA E - S + G - C = 0 G = 0 C = 0 ENTRADA = SALIDA  A = B + C 53,7 kg = 0,3 kg + 53,4 kg

BALANCE DE ENERGIA P = t =

15 hp 10 min W 1602 Kcal Q

= =

kcal/h h

9612 0,167

= P = 9612 = kcal/h - W





 

× t × 0,167 × h =

∆H

∆H ≈ 0

Q

- W Q Q Qproducción

= = = =

0 W 1602 1602

Kcal Kcal/bach 86

6.1.1.2

Balance para la grasa

 A= GRASA m = 17,68 kg Cp = 1,93 KJ/kg ºC T = -13,3 ºC

C = GRASA m = 17,38 kg Cp = 1,93 KJ/kg ºC T = -8,9 ºC

BALANCE EN LA PICADORA

B= PERDIDA m = 0,3 kg

BALANCE DE MATERIA

E - S + G - C = 0 G = 0 C = 0 ENTRADA = SALIDA  A = B + C 17,68 kg = 0,3 kg + 17,38 kg

BALANCE DE ENERGIA P = T = W 1602 Kcal

15 hp = 10 min = = = =

P 9612 kcal/h

Q

- W

9612 kcal/h 0,167 h × t 0,167 h = ∆H ≈

Q

- W Q Q Qproducción

= = = =





 

∆H

0 0 W 1602 Kcal 1602 Kcal/bach

87

6.1.2

Balance en la mezcladora

A= CARNE m = 53,4 kg Cp = 1,97 KJ/kg ºC T = -11,7 ºC

B= GRASA m = 17,38 kg Cp = 1,93 KJ/kg ºC T = -8,9 ºC

BALANCE EN MEZCLADORA

C = INSUMOS m = 29,25 kg Cp promedio = 2,474 KJ/kg ºC T = 2,1 ºC E= MEZCLA m = 99,83 kg Cp mezcla= 2,125 KJ/kg ºC T = -6,2 ºC

D = PERDIDA m = 0,2 kg

BALANCE DE MATERIA E - S + G - C = 0 G = 0 C = 0 ENTRADA = SALIDA  A + B + C = D + E 53,4 kg + 17,38 kg + 29,25 kg = 0,2 kg + 99,83 kg BALANCE DE ENERGIA P = t =

3 hp = 5 min = W 160,2 Kcal Q

1922,4 kcal/h 0,083 h

= P × t = 1922,4 × 0,083 = kcal/h × h - W

=

∆H

∆H ≈ 0

Q

- W

= Q = Q = QProduccion =

0 W 160,2 Kcal 160,2 Kcal/bach 88

6.1.3 Balance en la moledora  A= MEZCLA m = 99,83 kg Cp = 2,125 KJ/kg ºC BALANCE EN T = -6,2 ºC MEZCLADORA

C =MEZCLA m = 99,63 kg Cp = 2,125 KJ/kg ºc T = -4,7 ºC

B= PERDIDA m = 0,2 kg

BALANCE DE MATERIA E - S + G - C = 0 G = 0 C = 0 ENTRADA = SALIDA  A = B + C 99,83 kg = 0,2 kg + 99,63kg

BALANCE DE ENERGÍA P = t =

20 hp = 12816 kcal/h 3 min = 0,050 H W 640,8 Kcal

= P = 12816 = kcal/h

Q

× t × 0,050 × h

- W

= ∆H

Q

- W

≈

= Q = Q = QProducción =

∆H

0 0 W 640,8 Kcal 640,8 Kcal/bach

89

6.1.4

Balance en el Formax

A= MEZCLA m = 99,63 Cp = 2,125 T = -4,7

kg KJ/kg ºC ºC

BALANCE EN EL FORMAX

C =HAMBURGUESA m = 99,03 Kg= 1768 hamb. Cp = 2,125 KJ/kg ºC T = -4,5 ºC

B= PERDIDA m = 0,6 kg

BALANCE DE MATERIA E - S + G G = 0 ENTRADA =  A = 99,63 kg =

- C = 0 C = 0 SALIDA B + C 0,6 kg + 99,03kg

BALANCE DE ENERGÍA P = t =

20 hp 40 min W 4272 Kcal

= =

6408 kcal/h 0,667 h

= P = 6408 = kcal/h Q - W Q

× × ×

t 0,667 h =

∆H

≈

Q Q QProducción

= = = =

- W

∆H

0 0 W 4272 Kcal 4272 Kcal/bach

90

6.1.5 Balance en el túnel de enfriamiento IQF A= HAMBURGUESA m = 99,03 kg Cp = 2,125 KJ/kg ºC T = -4,5 ºC

BALANCE EN EL TÚNEL

m = Cp = T =

C =HAMBURGUESA 98,78 Kg = 1764 hamb 2,125 KJ/kg ºC -20 ºC

B= PERDIDA m = 0,25 kg

BALANCE DE MATERIA E - S + G - C = 0 G = 0 C = 0 ENTRADA = SALIDA  A = B + C 99,03 kg = 0,25 kg + 98,78 kg

BALANCE DE ENERGÍA P = t =

9 hp = 20 min =

W 1922,4 Kcal Q

5767,2 kcal/h 0,333 h

= P = 5767,2 = kcal/h - W

× t × 0,333 × h =

∆H ≈

Q

- W

= Q = Q = QProducción =

∆H

0 0 W 1922,4 Kcal 1922,4 Kcal/bach

91

VII.

ASPECTO AMBIENTAL

7.1

Eliminación de residuos solidos

Por tratarse de una empresa faenadora de ganado vacuno, los desechos provenientes del proceso mismo son mínimos, a excepción de las aguas servidas. La basura más predominante, es aquella proveniente de baños, oficinas y otros. Estos tipos de residuos sólidos son divididos en dos: Los que no son reutilizables y los que se son reutilizados o reciclados , los que no son reutilizables es todo lo que se va a un contenedor donde diariamente se traslada al vertedero de Normandía para su disposición final mediante limpieza sanitaria como por ejemplo los papeles de baño , residuos de la cocina, servilletas, los residuos que se sacan de las cámaras de sedimentación, etc. Existen los residuos reutilizables que se gestionan para reciclado como por ejemplo está el cartón que se entrega a un operador que recicla, están los papeles de oficina que se entregan a una fundación benéfica, está el estiércol que nosotros lo entregamos a personas que elaboran compos o humos o también es utilizada para abonar sus propias tierras. Los desperdicios que despiden malos olores, se colocan en bolsas de plásticos, se amarran y botan en el contenedor destinado a la basura, en afueras del frigorífico.

7.2

Tratamiento de aguas residuales

En FRIGOR S.A. solo se hace un tratamiento primario. Estos procesos de tratamiento son típicamente referidos a un:

92

1) Tratamiento Primario (separación de materiales sólidos). Remoción de sólidos Separación y filtración de sólidos

7.3

Tratamiento primario

Se realiza para reducir los sólidos, grasas trozos de carne, etc. este paso está enteramente hecho con maquinaria medianas, de ahí conocido también como tratamiento mecánico. 

Remoción de sólidos (Filtración)

En el tratamiento mecánico, el afluente es filtrado en cámaras de rejas para eliminar todos los objetos grandes que son depositados en el sistema de alcantarillado. Este tipo de basura se elimina porque esto puede dañar equipos sensibles que están puestos en el tratamiento de aguas residuales, además los tratamientos biológicos no están diseñados para tratar sólidos.

Foto 7.1.- Remoción de sólidos

93



Sedimentación

El agua residual se pasa a través de tanques rectangulares. Estos tanques son comúnmente llamados clarificadores primarios o tanques de sedimentación primarios. Los tanques son lo suficientemente grandes, tal que los sólidos fecales pueden situarse y el material flotante como la grasa y plásticos pueden levantarse hacia la superficie y desnatarse. El propósito principal de la etapa primaria es producir generalmente un líquido homogéneo capaz de ser tratado biológicamente y unos fangos o lodos que pueden ser tratados separadamente.

Foto 7.2.- Tanques o noques de sedimentación

94

VIII. 8.1

CONCLUSION Y RECOMENDACIONES Conclusión

La práctica industrial realizada permite el contacto con la realidad industrial antes de salir al mundo laboral, beneficiando de esta manera al estudiante. Esta experiencia fortaleció las bases de los conocimientos previamente adquiridos y serán completados al transcurrir el tiempo. Se puede destacar en “FRIGOR S.A.” el énfasis en la inocuidad y calidad del

producto como también en estrategias competitivas.



El cumplimiento de los requisitos del sistema de gestión integrado de calidad e inocuidad alimentaria.



El cuidado y desarrollo del personal.



La preservación del medio ambiente.

Por otro lado el conocimiento y manejo de los tiempos de producción, es un pilar importante en la empresa, puesto que de esto depende el desempeño de la misma, así como también el mejor método de programar la producción, consiguiendo con esto el mejoramiento continuo. De la misma manera la empresa vela por la seguridad y salud de los trabajadores teniendo así un medico laboral en la planta, para tratar los accidentes directamente. Sin embargo es necesario trabajar más en la concientización de los propios trabajadores para evitar accidentes laborales.

95

8.2

Recomendaciones

Por la creciente demanda de los productos tanto las líneas de producción como su tecnología están quedando obsoletas. La implementación de nuevos equipos, y de herramientas para las ya existentes deberían ser tomadas en cuenta. También se recomienda hacer seguimiento y capacitaciones continuas sobre el manejo de los residuos dentro de la empresa, ya que existe una gran cantidad de pérdida del producto. Hacer una caracterización semestral de residuos sólidos, para mirar la evolución del programa implementado. Implementar el programa SOL (seguridad, orden y limpieza) dentro de la empresa, con seguimiento y revisión periódica. Capacitar e informar a los trabajadores sobre la importancia de la seguridad e higiene, dando a conocer las áreas y lugares en las que existen los riesgos más potenciales y las medidas que deben adoptarse; además, acatar todas las sugerencias sobre la señalización en la fábrica. En lo que se refiere de la elaboración de hamburguesas debe tener un cuidado minucioso de la cantidad de insumos agregados

para evitar sabores

indeseables en el producto final.

96

BIBLIOGRAFIA 

Christie J. Geankoplis- Procesos de transporte y operaciones unitariastercera edición; Mexico, 1998.



Gordon John Van Wylen, Richard E.-Fundamentos de termodinámicasegunda edición.

  Felder-Rousseau –Principios elementales del los procesos químicos-

tercera edición; mexico, 2004. 

David M. Himmelblau – Principios básicos y cálculos en ingeniería química- sexta edición; New Jersey- EEUU.



Gersain Alejandro Fernandez- Diseño, instalación y puesta en marcha de un equipo con tecnología de nuevos materiales de ingeniería , para un sistema de refrigeración industrial con NH3.



Fanny Esther Hidalgo Dominguez, Marco Vinicio GuamanPerez - Diseño y construcción de un desmineralizador de lecho multiple.



Sergi Diez Salvador – Estudio, desarrollo y caracterización de resina.



Ana Cristina Palacios ,Willam Loyola - Elaboracion de salchichas Frankfurt y chorizos de soya .

97

ANEXOS

98

99

Propiedades de amoniaco saturado

100

Tabla de amoniaco saturado continuación

101

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103

104

105

INDICE GENERAL Pág. I. INFORMACIÓN GENERAL DE LA PLANTA ......................................... 1 1.1 Introducción ............................................................................................ 1 1.2 Historia ................................................................................................... 2 1.3 Misión de la empresa ............................................................................. 3 1.4 Visión de la empresa .............................................................................. 3 1.5 Políticas de inocuidad alimentaria  ............................................................ ...... 3 1.5.1 Certificaciones ................................................ ................................................... 4 1.6 Líneas de producción .................................................... .................................. 4 1.7 Ubicación de la empresa ........................................................................ 7 1.8 Mercado de consumo .............................................................. ......................... 8 II. IDENTIFICACION Y DESCRIPCIÓN DE LOS SERVICIOS  AUXILIARES .......................................................................................... 9 2.1 Servicio de agua .................................................................................. 10 2.1.1 Agua para uso en la planta .................................................................. 11 2.1.1.1 Sedimentación ................................................................. ................................ 12 2.1.1.1.1Proceso .............................. ...................................................... ....................... 12 2.1.1.2 Cloración del agua ................................................. ......................................... 12 2.1.1.2.1Objetivo .............................. ...................................................... ....................... 12 2.1.1.2.2Proceso .............................. ...................................................... ....................... 12 2.1.1.2.3Principio de funcionamiento  ............................................................ ............. 12 2.1.1.2.4Factores que influyen en la cloración:  ........................................................ 14 2.1.1.3 Tratamiento del agua dura ............................................................................. 14 2.1.1.3.1Intercambiadores iónicos .............................................................................. 15 2.1.1.3.1.1Objetivo ................................................................ ........................................ 15 2.1.1.3.1.2Proceso ................................................................ ........................................ 15 2.1.1.3.1.3Principio de funcionamiento  ...................................................................... 16 2.1.1.3.1.3.1Ablandamiento del agua  ....................... ................................................. 16 2.1.1.3.1.3.3Adsorción ................................................. ................................................. 19 2.2 Servicio de energía eléctrica .................................................. ....................... 23 2.3 Servicio de vapor .................................................... ......................................... 25 2.3.1.1 Objetivo ................................................................................................ ............. 26 106

2.3.1.2 2.4 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.5 2.5.1 2.5.1.1 2.5.1.2 2.6 2.6.1 2.6.2 2.6.2.1 2.6.2.2 2.6.3 2.6.3.1 2.6.3.2 2.6.4 2.6.4.1 2.6.4.2 2.6.5 2.6.5.1 2.6.5.2 2.6.6 2.6.7 2.6.8 2.7 2.7.1 III. 3.1 3.1.1 3.1.2

Principio de funcionamiento del caldero humo tubular  ................ ............. 26 Servicio de combustible ........................................ ......................................... 29 GLP …………………………………………………………………………… 29 Diesel ................................... ...................................................... ....................... 29 Otros .............................................. ....................................................... ............. 29 Servicio de aire comprimido .......................................... ................................ 30 Compresor de pistón y de tornillo  ................................................................. 32 Objetivo ................................................................................................ ............. 32 Principio de funcionamiento ......................... ................................................. 32 Servicio de refrigeración ....................................................................... 34 Refrigerante – amoniaco ................................................................................ 36 Compresor  .................................................................................................. ...... 38 Objetivo ................................................................................................ ............. 38 Principio de funcionamiento ......................... ................................................. 38 Condensador ................................................... ................................................. 39 Objetivo ................................................................................................ ............. 39 Principio de funcionamiento ......................... ................................................. 39 Equipo de control refrigerante (válvula de expansión)  .............................. 40 Objetivo ................................................................................................ ............. 40 Principio básico de funcionamiento  .............................................................. 40 Evaporador  .......................................................................................... ............. 42 Objetivo ................................................................................................ ............. 42 Principio básico de funcionamiento  .............................................................. 42 Principios termodinámicos de la refrigeración  ............................................ 43 Ciclo termodinámico de refrigeración por compresión de vapor  ............. 45 Sistema de refrigeración ............................................... ................................ 47 Otros servicios ..................................................................................... 47 Servicio de limpieza  ........................................................................... ............. 47 IDENTIFICACION Y DESCRIPCION DE LABORATORIOS ................ 53 Análisis de rutina .................................................................................. 54 Recuento de aerobiosmesofilos totales en alimentos en placapetrifilm  54 Recuento de levaduras y mohos en alimentos  .......................................... 55 107

3.1.3 Recuento de staphylococcusaureus ..................................... ....................... 56 3.1.4 Detección de Salmonella  ...................................... ......................................... 57 3.1.6  Análisis específicos para cada sala de producción  ................................... 61 3.2 Análisis de agua ................................................................................... 62 3.2.1 Dureza total ............................................................................... ....................... 62 3.2.2  Análisis de Cloro...................................................... ........................................ 63 IV. IDENTIFICACION Y DESCRIPCION DE LAS OPERACIONES UNITARIAS EN LOS DIFERENTES PROCESOS DE LA PLANTA ..... 67 4.1 Descripción de proceso ........................................................................ 70 4.1.1 Recepción de materia prima soya pts. ............... ......................................... 70 4.1.2 Recepción de materia prima (carne congelada  – grasa congelada. ...... 70 4.1.3 Picado de los bloques de carne, y grasa congelada  ................................. 71 4.1.4 Pesado de todas las materias primas .......................................................... 72 4.1.7 Formado de Hamburguesas .......................................................................... 77 4.1.8 Envasado ................................................ .................................................... ...... 80 4.1.9 Empaquetado .................................................. ................................................. 81 4.1.10  Almacenamiento .............................................................................................. 82 VI. RECALCULO DE EQUIPOS ................................................................ 86 6.1 Balance de materia y energía por proceso (para 1 bach=100kg) ......... 86 6.1.1 Balance en la picadora ......................................................................... 86 6.1.1.1 Balance para la carne .......................................................................... 86 6.1.2 Balance en la mezcladora ......... ....................................................... ............. 88 6.1.3 Balance en la moledora  ............. ....................................................... ............. 89 6.1.4 Balance en el Formax ..................................................... ................................ 90 6.1.5 Balance en el túnel de enfriamiento IQF  ................................................. .... 91 VII. ASPECTO AMBIENTAL ....................................................................... 92 7.1 Eliminación de residuos solidos ........................................................... 92 7.2 Tratamiento de aguas residuales ......................................................... 92 VIII. CONCLUSION Y RECOMENDACIONES ............................................ 95 8.1 Conclusión ........................................................................................... 95 8.2 Recomendaciones................................................................................ 96  ANEXOS ........................................................................................................... 98 108