proyecto colorante palta
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Ao de la Unin Frente a la Crisis Mundial
UNIVERSIDAD NACIONAL JOS FAUSTINO SNCHEZ CARRIN
FACULTAD DE INGENIERA QUMICA, METALURGIA Y AMBIENTAL
E.A.P. INGENIERA QUMICA
TITULO:
OOBBTTEENNCCIINN DDEE CCOOLLOORRAANNTTEE AA PPAARRTTIIRR DDEE LLAA
SSEEMMIILLLLAA DDEE PPAALLTTAA PPOORR EELL MMEETTOODDOO DDEE
EEXXTTRRAACCCCIIOONN CCOONN SSOOLLVVEENNTTEE NNaaOOHH AALL 55%% EENN
PPEESSOO
AUTORES:
ASENCIO HUAYANAY, Nelson
ABRILES CORNELIO, Juan
FABIAN PADILLA, Gisella Janet
LUCIANO VEGA, Jos Luis
PERALES CABEZAS, Sarita Noem
Huacho, Per
2009
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OObbtteenncciinn ddee CCoolloorraannttee aa PPaarrttiirr ddee llaa SSeemmiillllaa ddee PPaallttaa
E.A.P Ing. Qumica (1) U.N.J.F.S.C
OOBBTTEENNCCIINN DDEE CCOOLLOORRAANNTTEE AA PPAARRTTIIRR DDEE LLAA SSEEMMIILLLLAA
DDEE PPAALLTTAA PPOORR EELL MMEETTOODDOO DDEE EEXXTTRRAACCCCIIOONN CCOONN
SSOOLLVVEENNTTEE NNaaOOHH AALL 55%% EENN PPEESSOO
TABLA DE CONTENIDO
11.. AASSEEPPEECCTTOOSS GGEENNEERRAALLEESS.. ____________________________________________________________________ 55
1.1. RESUMEN EJECUTIVO:______________________________________ 5
1.2. FORMULACIN DEL PROBLEMA: ___________________________ 5
1.3. OBJETIVOS: ________________________________________________ 5
1.3.1. Objetivo General_____________________________________________ 5
1.3.2. Objetivo Especfico __________________________________________ 5
1.4. JUSTIFICACIN: ____________________________________________ 5
1.5. ALCANCES Y LIMITACIONES: _______________________________ 6
1.5.1. Viabilidad: _________________________________________________ 6
1.5.2. Ubicacin Tentativa:__________________________________________ 6
1.5.3. Tiempo: ____________________________________________________ 6
1.5.4. Financiacin: _______________________________________________ 6
22.. CCUUEERRPPOO DDEELL IINNFFOORRMMEE:: ______________________________________________________________________ 88
2.1. INTRODUCCIN. ____________________________________________ 8
2.2. ANTECEDENTES BIBLIOGRFICOS. _________________________ 8
2.3. LINEAMIENTOS Y CRITERIOS _______________________________ 9 2.3.1. REQUERIMIENTOS TCNICOS: ______________________________ 9
2.3.2. ASPECTOS AMBIENTALES Y SOCIALES ______________________ 9
2.3.3. ANLISIS DE LA MATERIA PRIMA Y PRODUCTO _____________ 9
2.3.3.1. MATERIA PRIMA: ________________________________________ 9
2.3.3.2. PRODUCTO OBTENIDO: _________________________________ 11
2.4. DEFINICIN CONCEPTUAL DE PROCESO. ___________________ 11 2.4.1. Operaciones Unitarias Principales ______________________________ 11
2.4.2. Fortalezas y Debilidades Ambientales ___________________________ 11
2.4.3. Recuperacin de Subproductos ________________________________ 12
2.4.4. Confinamiento de Desechos ___________________________________ 12
2.5. DISEO DE EXPERIMENTOS. _______________________________ 12
2.5.1. Prueba de experimentos ______________________________________ 13
2.5.2. Datos Obtenidos de los Experimentos 1 y 2 _______________________ 14
2.5.2.1. Experimento N 01. _______________________________________ 14
2.5.2.1.1. Datos de temperaturas versus Tiempo d el Experimento N 01. ___ 14
2.5.2.1.1. Grafica: Tiempo vs Temperatura ___________________________ 15
2.5.2.2. Experimento N 02. _______________________________________ 15
2.5.2.2.1. Datos de temperaturas versus Tiempo d el Experimento N 02. ___ 16
2.5.2.2.2. Grafica: Tiempo vs Temperatura ___________________________ 16
2.6. FUNDAMENTOS DEL PROCESO. ____________________________ 16 2.6.1. Reacciones Qumicas Principales _______________________________ 16
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OObbtteenncciinn ddee CCoolloorraannttee aa PPaarrttiirr ddee llaa SSeemmiillllaa ddee PPaallttaa
E.A.P Ing. Qumica (2) U.N.J.F.S.C
2.6.2. Mecanismos de Regeneracin de Reactivos _______________________ 17
2.6.3. Antecedentes Termodinmicos_________________________________ 17
2.7. RESULTADOS DE ANLISIS DE LAS ETAPAS PRINCIPALES: __ 21
2.7.1. Criterios de Diseo de Etapas __________________________________ 21
2.7.2. Criterios de Escalamiento _____________________________________ 21
2.7.3. Consumos Especficos de Principales Insumos ____________________ 22
2.8. ANLISIS TCNICO DEL PROCESO. _________________________ 23
2.8.1. Diagramas del Proceso, BFD y PFD. ____________________________ 23
2.8.2. Diagrama de Instrumentacin de Equipos. ________________________ 27
2.8.3. Tablas de Balance Tcnico, de Materia y Energa __________________ 28
2.8.3.1. Balance General de Materia _________________________________ 28
2.9. ESTRUCTURA DE RECICLO Y PURGAS DEL DIAGRAMA DE
FLUJOS. _________________________________________________________ 28
2.10. ESTRUCTURA GENERAL DEL SISTEMA DE SEPARACIN. ____ 28 2.10.1. Sistema de Separacin de Slidos, Lquidos y Gases. _____________ 28
2.11. RED DE INTERCAMBIADORES DE CALOR ___________________ 29
2.12. ANLISIS Y DISEO DE PROCESOS: _________________________ 30
2.12.1. Anlisis de Grados de Libertad de los Principales Equipos. ________ 30
2.12.1.1. Anlisis tcnico del Extractor con Agitacin. ___________________ 30
2.12.1.2. Anlisis tcnico del Filtro a Presin. __________________________ 32
2.12.1.3. Anlisis Tcnico del Secador ________________________________ 34
33.. DDIIMMEENNSSIIOONNAAMMIIEENNTTOO DDEE LLOOSS PPRRIINNCCIIPPAALLEESS EEQQUUIIPPOOSS DDEELL
PPRROOCCEESSOO ____________________________________________________________________________________________________ 3366
3.1. ESPECIFICACION DE LOS PRINCIPALES EQUIPOS. __________ 36
3.2. CONCLUSIONES ___________________________________________ 37
3.3. RECOMENDACIONES: ______________________________________ 37
3.4. Referencias Consultadas: ______________________________________ 38 3.4.1. Referencias Electrnicas ______________________________________ 38
44.. AANNEEXXOOSS ________________________________________________________________________________________________ 4400
4.1. Monografa Descriptiva, Resumida del Proceso ___________________ 40
4.2. Fotografas e Imgenes de la Prctica y los Materiales _____________ 40
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EESSTTUUDDIIOO DDEE PPRREE-- FFAACCTTIIBBIILLIIDDAADD PPAARRAA LLAA IINNSSTTAALLAACCIINN DDEE UUNNAA
PPLLAANNTTAA PPIILLOOTTOO PPAARRAA LLAA OOBBTTEENNCCIINN DDEE CCOOLLOORRAANNTTEE AA PPAARRTTIIRR
DDEE LLAA SSEEMMIILLLLAA DDEE PPAALLTTAA PPAARRAA UUSSOO IINNDDUUSSTTRRIIAALL..
TABLA DE CONTENIDO:
55.. AASSPPEECCTTOOSS GGEENNEERRAALLEESS.. ____________________________________________________________________ 4477
5.1. Nombre del proyecto: _________________________________________ 47
5.2. Naturaleza: _________________________________________________ 47
5.3. Ubicacin tentativa: __________________________________________ 47
5.4. Unidad Ejecutiva: ____________________________________________ 47
5.5. Concepcin de la Idea: ________________________________________ 47
5.6. OBJETIVOS: _______________________________________________ 47
66.. IINNVVEESSTTIIGGAACCIIOONN DDEE MMEERRCCAADDOO:: ________________________________________________________ 4477
6.1. Diseo de la Muestra _________________________________________ 47
6.2. Tamao de la muestra ________________________________________ 47
6.3. Elaboracin del cuestionario. __________________________________ 49
77.. EESSTTUUDDIIOO DDEE MMEERRCCAADDOO.. ____________________________________________________________________ 5500
7.1. rea del Mercado: ___________________________________________ 50
7.2. Producto: Colorante Natural de la semilla de palta ________________ 50
7.3. Estudio de Materia Prima _____________________________________ 51 7.3.1. Produccin: ________________________________________________ 51
7.3.2. Rendimiento: ______________________________________________ 51
7.3.3. Precios: ___________________________________________________ 51
7.3.4. Proyectos: _________________________________________________ 51
7.4. Demanda-Consumo-Ventas: ___________________________________ 51
7.4.1. Series Estadsticas___________________________________________ 51
7.4.2. Proyeccin ________________________________________________ 52
7.5. Oferta ______________________________________________________ 52 7.5.1. Estadsticas de Produccin ____________________________________ 52
7.5.2. Proyeccin ________________________________________________ 52
7.6. Balance: DP-OP _____________________________________________ 52
7.7. Precios _____________________________________________________ 52
7.8. Marketing __________________________________________________ 53
88.. EESSTTUUDDIIOO TTEECCNNIICCOO ______________________________________________________________________________ 5533
8.1. Tamao de planta ____________________________________________ 53 8.1.1. Factores ___________________________________________________ 53
8.1.1.1. Disponibilidad de materia prima _____________________________ 53
8.2. Localizacin _________________________________________________ 54
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8.2.1. Factores Localizacionales _____________________________________ 54
8.2.2. Macro localizacin __________________________________________ 54
8.2.3. Micro localizacin __________________________________________ 55
8.3. Ingeniera ___________________________________________________ 55 8.3.1. Descripcin del Producto: ____________________________________ 55
8.3.2. Necesidades de equipos: ______________________________________ 56
8.3.3. Requerimientos de materia prima e insumos. ______________________ 57
8.3.4. Necesidades de mano de obra operativa __________________________ 57
8.3.5. Necesidades de Servicio ______________________________________ 57
8.3.6. Suministros. _______________________________________________ 58
8.3.7. Control de Calidad __________________________________________ 58
8.3.8. rea de planta. _____________________________________________ 58
8.3.9. Disposicin de planta ________________________________________ 58
8.3.10. Plan de implementacin.____________________________________ 58
99.. AADDMMIINNIISSTTRRAACCIIOONN YY OORRGGAANNIIZZAACCIIOONN..______________________________________________ 5599
9.1. Tipo de Empresa. ____________________________________________ 59
9.2. Constitucin de la Empresa ____________________________________ 59
9.3. Organigrama ________________________________________________ 61
9.4. Funciones ___________________________________________________ 61
1100.. PPLLAANNTTEEAAMMIIEENNTTOO EECCOONNOOMMIICCOO YY FFIINNAANNCCIIEERROO ______________________________ 6622
10.1. Inversin. ___________________________________________________ 62
10.2. Plan Valorizado en Inversiones _________________________________ 64
10.3. Financiamiento.______________________________________________ 65
10.3.1. Fuentes. _________________________________________________ 65
10.3.2. Condiciones. _____________________________________________ 65
10.3.3. Esquema Tentativo. _______________________________________ 65
10.4. Servicio de Deuda de Dos Entidades Financieras. __________________ 66
10.5. INGRESOS Y GASTOS: ______________________________________ 67 10.5.1. Ingresos _________________________________________________ 67
10.5.2. Gastos __________________________________________________ 67
10.6. Punto de Equilibrio __________________________________________ 68
10.7. ESTADOS FINANCIEROS PROYECTADOS ____________________ 68 10.7.1. Ganancias y Prdidas ______________________________________ 68
10.8. EVALUACIN DEL PROYECTO _____________________________ 69 10.8.1. Evaluacin Financiera _____________________________________ 69
10.8.1.1. Valor actual neto (VAN) ___________________________________ 69
1111.. CCOONNCCLLUUSSIIOONNEESS YY RREECCOOMMEENNDDAACCIIOONNEESS __________________________________________ 6699
1122.. RREEFFEERREENNCCIIAASS CCOONNSSUULLTTAADDAASS __________________________________________________________ 7700
12.1. Referencias Electrnicas ______________________________________ 70
1133.. AANNEEXXOOSS ________________________________________________________________________________________________ 7711
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EELL MMEETTOODDOO DDEE EEXXTTRRAACCCCIIOONN CCOONN SSOOLLVVEENNTTEE NNaaOOHH AALL 55%% EENN PPEESSOO
1. ASEPECTOS GENERALES.
1.1. RESUMEN EJECUTIVO:
Debido a que la mayora de los colorantes sintticos son nocivos para la salud,
se plantea como alternativa de solucin, la obtencin de colorante natural a
partir de la semilla de palta. Adems, los colorantes naturales se pueden obtener
de muchas plantas, ya sea de sus hojas, de sus frutos o tallos y races.
Una de las frutas ms conocidas es la palta o aguacate, que es una fruta
comestible con una semilla muy voluminosa. En la actualidad los consumidores
de la palta desechan su semilla sin tener conocimiento de que podra utilizarse
en la obtencin de colorante.
En este trabajo se disear un proceso ms eficiente para obtener colorante y se
evaluar las tecnologas existentes para determinar los parmetros de obtencin
y la especificacin necesaria del proceso de extraccin del colorante.
1.2. FORMULACIN DEL PROBLEMA:
Qu herramientas se debe utilizar para disear un proceso ms eficiente para la
obtencin de colorante?
Cmo determinar algunos parmetros fisicoqumicos de la semilla de palta?
Qu beneficios obtendr la sociedad con esta nueva propuesta de obtener
colorante a partir de la semilla de palta?
1.3. OBJETIVOS:
1.3.1. Objetivo General
Industrializar la palta para obtener colorante a partir de su semilla
1.3.2. Objetivo Especfico
Disear un proceso ms eficiente para la obtencin del pigmento a partir de la semilla de palta
Evaluar las tecnologas existentes para determinar los parmetros de obtencin y la especificacin necesaria del proceso de extraccin del
colorante
Proponer los equipos que nos brinden un mejor resultado en la extraccin del colorante y ahorro de energa
1.4. JUSTIFICACIN:
Es necesario contribuir con el desarrollo y progreso del pas planteando nuevas
alternativas de inversin en el sector industrial y econmico.
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La palta peruana se distingue por su inmejorable calidad, por las modernas
tecnologas que se emplean en su cultivo, as como por las extraordinarias
caractersticas de su zona de cultivo en la costa peruana, un lugar idneo para la
produccin de esta fruta. Todos estos factores han contribuido a que ao tras ao
la palta peruana siga batiendo cifras de exportacin.
El rendimiento de la palta peruana (9,2 TM/ha de media entre los aos 2003 a
2005) es claramente superior a la media mundial (8,0 TM/ha), superando a la
mayora de pases exportadores con los que compite en el mercado internacional
como Chile (6,4 TM/ha), Espaa (8,0 TM/ha), Sudfrica (4,7 TM/ha), Francia
(5,9 TM/ha) y los Estados Unidos. Fuente [11], [12].
Es por esta razn que se pretende adaptar y disear un proceso ms eficiente de
extraccin del colorante a partir de la semilla de palta (aguacate) en el Per.
1.5. ALCANCES Y LIMITACIONES:
1.5.1. Viabilidad: La informacin se ha recopilado de libros, folletos, artculos, referencias
electrnicas y los experimentos realizados en el laboratorio, la cual ha
conllevado esclarecer las ideas de nuestra propuesta
1.5.2. Ubicacin Tentativa:
Regin : Lima
Provincia : Huaura
Distrito : Sayn
1.5.3. Tiempo: Se llevara a cabo en 13 semanas tal como se indica en el Diagrama de
Gantt (TABLA 01).
1.5.4. Financiacin: Se encuentra indicado en el cuadro de costos (TABLA 02).
Fecha de inicio: 03/12/2008
Fecha de trmino: 25/03/2009
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TITULO DEL PROYECTO: OObbtteenncciinn ddee CCoolloorraannttee aa PPaarrttiirr ddee llaa SSeemmiillllaa ddee
PPaallttaa ppoorr eell MMttooddoo ddee EExxttrraacccciinn ccoonn SSoollvveennttee NNaaOOHH AAll 55%% eenn PPeessoo
TABLA 01: DIAGRAMA DE GANTT:
ACTIVIDAD TIEMPO
SEMANA: Diciembre 2008- Marzo 2009
1 2-3 4-5 6-7 8-9 1
0
1
1
1
2
1
3
Formulacin Plan de Tesis X
Revisin Bibliogrfica X X X X X X
Bsqueda de Informacin X X X X X X X X X
Asesora Metodolgica X X X X X X X X
Desarrollo de la Estrategia Planteada X X X X X X X
Diseo de Experimentos X X X X X
Pruebas, Experimentos X X X X X
Evaluacin de Datos Experimentales X X X X
Contrastacin y Conclusin X X
Presentacin X
TABLA 02: INVERSIN Y FINANCIAMIENTO1:
DESCRIPCIN DE PARTIDAS TOTAL ESTIMADO
FUENTES DE
FINANCIAMIENTO
S/.
Partida Denominacin del Gasto de
Inversin
S/. (Nuevos
Soles) $. USS PROPIOS OTROS
3.00.00 BIENES Y SERVICIOS 1239 3704.61 685 563
3.11.20 Viticos y Asignaciones 90 269.1 45 32
3.11.23 Combustibles
3.11.24 Alimento para Personas 30 89.7 24 23
3.11.27 Servicios No Personales 45 134.55 22 22
3.11.28 Propinas 60 179.4 24 25
3.11.29 Materiales de construccin
3.11.30 Bienes de consumo 658 1967.42 405 320
3.11.32 Pasajes y Gastos de transporte 120 358.8 45 42
3.11.33 Servicios de consultara
3.11.34 contratacin con
empresas de servicios 75 224.25 52 43
3.11.36 Tarifas de Servicio Publico 90 269.1 35 30
3.11.37 Alquiler de bienes 25 74.75 15 10
3.11.39 otros Servicios de terceros 46 137.54 18 16
4.00.00 OTROS GASTOS
CORRIENTES 138 412.62 85 44
4.11.43
Ayuda financiera a
estudiantes y a la investigacin
universitaria
138 412.62 85 44
7.00.00 GASTOS DE CAPITAL
7.11.51 Equipos y Materiales duraderos
Tipo de Cambio: 1$ = S/. 2.99 (Febrero 2008) S/. 1,377.00 $ 4,117.23 S/. 770.00 S/. 607.00
1 Slo se ha colocado aproximaciones para la realizacin de este trabajo.
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2. CUERPO DEL INFORME:
2.1. INTRODUCCIN.
Se estn buscando reducir considerablemente el uso de los colorantes sintticos,
debido a que algunos de ellos presentan efectos nocivos para la salud. En su
reemplazo, aparece un notable inters por el uso de los colorantes naturales, que
se pueden obtener a partir de muchas plantas, bien sea de las hojas, de los frutos
o de los tallos y races.
El Per es un pas que posee gran variedad de flora, la cual aparte de no
consumirlos no se han investigado procesos para transformarlos.
Una de las frutas ms conocidas es la palta, que tiene una voluminosa semilla de
la cual, desde tiempos inmemoriales, se obtiene un colorante que se emplea, de
manera rudimentaria, para marcar la ropa. La semilla de la palta contiene
persena, un monosacrido de siete tomos de carbono de valor
quimiosistemtico, epicatequina (un flavonoide), taninos condensados, que son
formas polimricas derivadas de la epicatequina y una proantocianidina
trimrica (color violeta).
No hay mucha informacin registrada de las caractersticas fisicoqumicas del
colorante que se extrae de la semilla de la palta, debido a que anteriormente no
se ha realizado la extraccin del pigmento y en la actualidad, la semilla de la
palta constituye un descarte de los procesos de elaboracin de pulpas y de aceite.
Fuente [3] y [4].
En este trabajo, adems de mencionar algunas de sus caractersticas encontradas
por Jorge Enrique Devia Pineda e integrantes del grupo de investigacin en
desarrollo y diseo de procesos de la Universidad EAFIT, se analiza y disea un
proceso ms eficiente para la extraccin de colorante y se hace la especificacin
necesaria del proceso para su obtencin.
Se pretende contribuir al aprovechamiento de una biomasa, hasta hace poco
desechada, aadindole algn valor agregado. En consecuencia, el objetivo de
este trabajo es analizar y disear un proceso mas eficiente para la extraccin del
pigmento indeleble de color caf que se halla en la semilla de la Palta y Evaluar
las tecnologas existentes para determinar los parmetros de diseo para la
aplicacin del proceso en una planta piloto.
2.2. ANTECEDENTES BIBLIOGRFICOS.
Se han realizado proyectos a planta piloto con respecto a ste en Colombia en el
ao 2005, por Jorge Enrique Devia Pineda, Docente del departamento de
procesos de la Universidad EAFIT e integrantes del grupo de investigacin en
desarrollo y diseo de procesos en la misma institucin.
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2.3. LINEAMIENTOS Y CRITERIOS 2.3.1. REQUERIMIENTOS TCNICOS:
TABLA 03:
Planta piloto Proceso
Tecnolgico Ventajas Desventajas
Universidad EAFIT
(Medelln,
Colombia)
Proceso por Lotes
Colorante amigable
con el medio
ambiente y la Salud
Humana.
Se desecha aguas
residuales y
orgnicos del
lavado de la
semilla.
La tecnologa que se empleara para obtener colorante en este proyecto, ser
un proceso por lotes, a dems se diseara y analizara este proceso tomando
como referencia al proyecto realizado a planta piloto en Medelln Colombia de la universidad, mencionada antes.
2.3.2. ASPECTOS AMBIENTALES Y SOCIALES
Impacto Medida Preventiva Medida Correctiva
TIERRA
Contaminacin a
causa del desecho de
los residuos orgnicos
del lavado.
Contar con sistemas de
transportes.
Implementar sistemas de
transporte para aprovechar los
residuos orgnicos en algn
subproducto.
AIRE No hay o es
despreciable
No se tiene No se tiene
PAISAJE
Contaminacin por las
aguas residuales y
algunos orgnicos.
En el proceso de lavado de
la semilla contar con un
sistema de transporte de
fluidos
Instalar un sistema de transporte
de fluidos.
2.3.3. ANLISIS DE LA MATERIA PRIMA Y PRODUCTO
2.3.3.1. MATERIA PRIMA:
ASPECTOS BOTNICOS Y AGRONMICOS:
La Palta se cultiva ampliamente en toda Amrica, incluyendo Estados
Unidos, Mxico, Guatemala, Per, Colombia y en el viejo continente, en
Espaa.
Se utiliza principalmente como complemento de la alimentacin, en la
preparacin de diferentes platos, entre los que se encuentra una amplia
variedad de ensaladas, salsas, jugos, etc., debido a su alto valor alimenticio
(TABLA 04).
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TABLA 04: Composicin Qumica de la Palta por 100%
COMPONENTE %
Agua 64.5
Protena 1.7
Grasa 26.4
Hidratos de carbono 5.1
Caloras 264
Fuente: [2] y [5].
La Palta puede cultivarse en terrenos de textura ligera, profundos, bien
drenados con un pH neutro o ligeramente cidos (5,5 a 7), desde 0 hasta
los 2.500 metros sobre el nivel del mar; sin embargo, se recomienda su
cultivo en altitudes entre 800 y 2.500 m, para evitar problemas con
enfermedades, especialmente en las races. La temperatura y la
precipitacin son los dos factores de mayor incidencia en el desarrollo del
cultivo. Fuente: [2] y [5].
ASPECTOS COMERCIALES DE LA PALTA:
El fruto del rbol posee muchos usos, entre los cuales destacan:
Domstico. Como alimento, ampliamente difundido en nuestro pas y en gran parte del mundo.
Industrial. Para la fabricacin de aceite de Palta, que contiene una gran cantidad de aceite fijo, amarillo verdoso, excelente para el cabello, tanto
para darle un bonito aspecto como para detener su cada y hacerlo crecer.
Con este aceite tambin se prepara un magnfico jabn de tocador que
mejora el cabello en firmeza y en color. De la semilla se extrae un jugo que
es una tinta indeleble que sirve para marcar ropa.
Medicinal. La Palta tambin tiene aplicaciones en la medicina tradicional:
la corteza del tallo es til como astringente, la cscara del fruto sirve como
vermfugo y anti disentrico, los brotes y las hojas cuando ya pasan de
color pardo o rosado al verde, tienen la reputacin como excitantes de la
vescula biliar, son balsmicos, carminativos, esquimticos, vulnerarios,
emenagogos, antisifilticos y enrgico diurticos entre otras aplicaciones.
MATERIA PRIMA PRINCIPAL:
Semilla de la Palta. La semilla de palta en la actualidad constituye un
descarte de los procesos de elaboracin de pulpas y de aceite, en el presente
trabajo se pretende analizar y disear un proceso mas eficiente para
aprovechamiento de la semilla como colorante.
Kahn (1987) establece que la semilla de palta es potencial fuente de
almidn, debido a su contenido cercano al 30%.
La semilla de palta posee algunos principios anti nutricionales como cido
cianhdrico, glucsidos cianognicos, poli fenoles condensados y taninos.
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TABLA 05: COMPOSICIN DE SEMILLAS DE PALTA
Fuente: [5]
2.3.3.2. PRODUCTO OBTENIDO:
El colorante obtenido es una antocianina de color caf en polvo, que es
soluble en agua y parcialmente soluble en alcohol etlico, que puede usarse
para darle color a fibras naturales usando mordientes naturales como los
taninos de la corteza de eucalipto. Tambin se puede adicionar a alimentos
lcteos y de panadera para modificar su apariencia, una vez purificado por
disolucin el etanol.
2.4. DEFINICIN CONCEPTUAL DE PROCESO.
2.4.1. Operaciones Unitarias Principales
Tabla N 5
PRINCIPIO OPERACIN EQUIPO
Cantidad de movimiento Almacenamiento F-101, F-102
Transferencia de calor Evaporacin, secado V-301, B-301
Transferencia de masa Extractor con agitacin V-201
Fenmenos fsicos y
operacionales
Filtro a presin, filtro de
arena
H-201, H-202
Reduccin de partcula Molienda C-101
Partculas en movimiento Transportadores de slido J-101
2.4.2. Fortalezas y Debilidades Ambientales
Fortalezas:
La planta piloto contar con una materia prima natural (biomasa)
El producto obtenido no es nocivo para la salud
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OObbtteenncciinn ddee CCoolloorraannttee aa PPaarrttiirr ddee llaa SSeemmiillllaa ddee PPaallttaa
E.A.P Ing. Qumica (12) U.N.J.F.S.C
Debilidades Ambientales:
Se estara desechando por el momento las aguas residuales del lavado de la
semilla y algunos orgnicos.
2.4.3. Recuperacin de Subproductos
Los subproductos a recuperar serian la torta de la filtracin que sirve como
alimento para los puercos y el agua clara de la evaporacin.
2.4.4. Confinamiento de Desechos
Los desechos que son obtenidos son las aguas residuales del lavado de la
semilla y algunos orgnicos. Estas aguas residuales podran ser transportadas
mediante un sistema de transporte de fluidos, para ser tratada.
2.5. DISEO DE EXPERIMENTOS.
El mtodo de obtencin consiste en lavar las semillas para removerles residuos
de la pulpa y la suciedad, para luego pasarlas por un molino de discos y as
obtener un producto de consistencia pastosa, al cual se le determina la humedad
promedio de 18%.
En la fase de extraccin, la semilla molida se pone en el tanque de extraccin, a
una temperatura moderada (menor de 75 C), con una determinada relacin
slido-solvente, y por un tiempo definido con agitacin.
En el laboratorio, el extracto obtenido se filtra por medio de una tela elstica,
haciendo un poco de presin, para obtener la solucin de color caf oscuro,
libre de slido, y una torta residual.
Finalmente, esta solucin se concentra en el evaporador y de este concentrado
se saca una muestra que se seca totalmente en una estufa, a una temperatura
inferior a 75 C, para obtener el porcentaje del producto extrado de la semilla,
con base en la humedad original de sta. (Ver Figura 1. Diagrama de Bloques
del Proceso (BFD), pg. 18)
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2.5.1. Prueba de experimentos
En el proceso de extraccin es necesario para seguir la secuencia del proceso mismo.
Todas las especificaciones (tiempo y temperatura de secado, revoluciones por minuto
del agitador mecnico, temperatura y tiempo de evaporacin) para la optimizacin del
proceso de extraccin.
En la prueba experimental que se realiz, slo se tomaron los datos del tiempo y
temperatura del proceso de extraccin. A continuacin se describe el procedimiento de
la experimentacin:
Preparacin de materia prima
Lavado de las semillas: Lavamos con abundante agua para eliminar los restos de pulpa
y otras impurezas orgnicas.
Rayado de las semillas: Utilizando un rayador metlico procedimos a rayar nuestra
materia prima para minimizar la masa y as aumentar la superficie para una buena
extraccin.
Machacado de la ralladura: colocamos la ralladura de las semillas en un mortero en el
cual procedemos a machacarlo, hasta obtener una masa pastosa. Esta masa est lista
para la extraccin.
Preparacin de equipo
Preparacin de solvente:
Solucin de NaOH al 5% en peso (NaOH en pellets)
Pesamos en la balanza 20g de NaOH puro, diluimos en un matraz con aproximadamente
380 mL de agua destilada, para luego vaciarlo en una fiola de 500 mL.
Instalacin de equipo:
El equipo a utilizar es muy sencillo, solo consta de un baln de dos bocas en contacto
con una cocina con agitador magntico incorporado. En una de las bocas del baln
colocamos un termmetro y la otra se encuentra abierto a al atmosfera. En el baln
colocamos la semilla de palta machacada junto con la solucin de NaOH. Calentamos la
nueva solucin durante 2h, con agitacin mecnica permanente. Controlando que la
temperatura no llegue a 100C, ya que a esta temperatura el colorante se degrada.
Temperatura a la que se trabaj fue de 75 C.
Separacin y purificacin:
Filtrado: luego de calentar la solucin, esta queda muy espesa con presencia de partes
slidas. Entonces con la ayuda de una tela con porosidad mnima, filtramos y
eliminamos dichos slidos.
Evaporacin al vaco:
Luego de filtrar la solucin necesitamos reducir la humedad, es decir, tratar de eliminar
agua de la solucin, para esto necesitamos hacer una destilacin, pero como nuestro
colorante se degrada a 100 C no podemos correr el riesgo usando una destilacin
simple, sino hacer uso de un equipo de destilacin al vacio. Lamentablemente no se
pudo realizar esta secuencia.
Secado:
Se intento secar en una estufa la solucin coloreada sin evaporada, colocndola en un
crisol, como era de esperarse, fue intil porque no se logro esta operacin.
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2.5.2. Datos Obtenidos de los Experimentos 1 y 2
2.5.2.1. Experimento N 01.
Masa de la semilla descascarada = 50g
Volumen de la Solucin NaOH = 400 mL
Concentracin de la Solucin NaOH = 5% en peso
Despus del Filtrado:
Masa de la solucin coloreada = 390.5 g
Volumen de la solucin coloreada = 372 mL
Densidad de la solucin coloreada = 1.048 g/mL
Masa de la torta = 20.4 g
pH de la solucin coloreada = 11.65
2.5.2.1.1. Datos de temperaturas versus Tiempo d el Experimento N 01.
CRONOMETRAJE (min)
T C
0 23
10 44
20 57
30 69
40 78
50 79
60 76
70 77
80 74
90 70
100 75
110 76
120 74
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2.5.2.1.1. Grafica: Tiempo vs Temperatura
2.5.2.2. Experimento N 02.
Masa de la semilla descascarada = 50g
Volumen de la Solucin NaOH = 230 mL
Concentracin de la Solucin NaOH = 5% en peso
Despus de la Extraccin:
Masa de la solucin coloreada = 255.78 g
Volumen de la solucin coloreada = 230 mL
Densidad de la solucin coloreada = 1.112 g/mL
pH de la solucin coloreada = 11.6
Despus del Filtrado:
Masa de la solucin coloreada = 241.05 g
Volumen de la solucin coloreada = 200 mL
Densidad de la solucin coloreada = 1.2052 g/mL
Masa de la torta = 14.73 g
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2.5.2.2.1. Datos de temperaturas versus Tiempo d el Experimento N 02.
HORA EXACTA: pm
CRONOMETRAJE (min)
T C
05:30 0.00 23
05:40 10.00 55
05:50 20.00 90
06:00 30.00 76
06:10 40.00 73
06:20 50.00 70
06:30 60.00 75
06:40 70.00 69
06:50 80.00 89
07:00 90.00 79
07:10 100.00 75
07:20 110.00 77
07:30 120.00 80
07:40 130.00 76
07:50 140.00 74
2.5.2.2.2. Grafica: Tiempo vs Temperatura
2.6. FUNDAMENTOS DEL PROCESO.
2.6.1. Reacciones Qumicas Principales
En el proceso para obtener colorante a partir de la semilla de palta, existe
una reaccin de NaOH con los flavonoides, taninos, etc., que hay en la
semilla de Palta, puesto que al adicionar el NaOH, concentra el color de la
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suspensin. En el transcurso de la realizacin del presente trabajo se
efectuar el diseo, la prueba y el anlisis de experimentos.
La semilla de Palta contiene agua, almidn (presencia de grnulos de color
violeta), epicatequina (flavonoide), taninos condensados (de color caf a
rojo), cidos grasos, compuestos polifenlicos, esteroles entre otros. [5]
Pero no existen muchos registros de informacin sobre el anlisis
cuantitativo y cualitativo de la semilla de palta ni de la reaccin con NaOH.
Suponiendo que la posible reaccin ocurre con los flavonoides presentes en
la semilla de Palta, se tiene un ejemplo de sta reaccin, en condiciones
alcalinas fuertes (p. ej. reflujo con NaOH 2N, 100C) el ncleo de
flavonoide se rompe liberando sustancias de menor peso molecular:
Fuente [16]
2.6.2. Mecanismos de Regeneracin de Reactivos
En el proceso para obtener colorante a partir de la semilla de palta se usa
NaOH al 5% como reactivo, debido a que acta para concentrar en mayor
porcentaje colorante.
2.6.3. Antecedentes Termodinmicos
Las semillas de palta contienen slidos, lpidos, protenas, ceniza, fibra,
carbohidratos, almidn (presencia de grnulos de color violeta), agua,
epicatequina (flavonoide), taninos condensados (de color caf a rojo),
tambin tiene propiedades farmacolgicas debido a la presencia de
cidos grasos, compuestos polifenlicos, esteroles entre otros. [5]
Flavonoides: Los flavonoides son compuestos fenlicos constituyentes
de la parte no energtica de la dieta humana. Se encuentran en vegetales,
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semillas, frutas y en bebidas como vino y cerveza. Se han identificado
ms de 5.000 flavonoides diferentes. [15]
Para los qumicos los flavonoides tienen una estructura qumica muy
definida como se muestra en la figura 2.5.3(a). Puede observarse que de
manera general son molculas que tienen dos anillos bencnicos (
aromticos, para los qumicos orgnicos) unidos a travs de una cadena
de tres tomos de carbono, puesto que cada anillo bencnico tiene 6
tomos de carbono, los autores los denominan simplemente como
compuestos C6C3C6. La Figura 2.5.3 (b) muestra la estructura qumica
de uno de los flavonoides ms comunes: La quercetina. [16]
Figura 2.5.3(a) Estructura bsica de los flavonoides
Figura 2.5.3 (b) Estructura qumica de uno de los flavonoides ms comnmente
hallados en la naturaleza, la quercetina. Ntese en color rojo la estructura bsica
de los flavonoides.
Para su estudio sistemtico los ms de 5000 flavonoides naturales se han
clasificado en varias clases de acuerdo con las variantes estructurales que
presenta la cadena central C3. Figura 2.5.3(c). De acuerdo con esto los
flavonoides se clasifican en varios grupos: Chalconas, flavonas,
flavonoles, flavanonas, flavanonoles, antocianidinas, catequinas,
epicatequinas, auronas, isoflavonoides, pterocarpanos, rotenoides, etc.
[16]
-
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Figura 2.5.3(c-1). Estructuras bsicas de varias clases de flavonoides
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Figura 2.5.3(c-2). Estructuras bsicas de varias clases de flavonoides
Taninos: Nombre comn aplicado a varios productos vegetales, tanto
amorfos como cristalinos, obtenidos de diversas plantas, y utilizados en
la industria del curtido del cuero. Los distintos taninos tienen
composiciones diferentes. Algunos, tambin llamados taninos
condensados, son fenoles con una estructura moderadamente compleja,
mientras que otros se componen de steres de glucosa, o de algn otro
azcar y cidos trihidroxibenzoicos.
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La frmula C14H14O11, considerada por lo general como la del tanino
comn, es tan slo una aproximacin.
Acido glico, un tanino
2.7. RESULTADOS DE ANLISIS DE LAS ETAPAS PRINCIPALES:
2.7.1. Criterios de Diseo de Etapas
Como criterio de diseo para el proceso de obtencin a planta piloto se
establecen 3 lotes de produccin por da cada uno con 10 Kg de semilla,
para producir 40.972 litros de solucin del colorante al 45% por lote, o
122.9 Litros por da, que trabajando durante 360 das al ao producen
44244 Lt./ao de solucin del colorante. Fuente: [2] y [5].
Con base en estos parmetros se calculan los diferentes equipos necesarios
para el proceso (Tabla N6).
2.7.2. Criterios de Escalamiento
Para un clculo provisional aproximado que permite formarse una idea del
coste de adquisicin e instalacin de la maquinaria para una planta de
obtencin de colorante, puede partirse del dato de que se establecen 3 lotes
de produccin por da cada uno con 10 Kg. de semilla, para producir 40.97 L
de solucin del colorante al 45% por lote, o 122.9 Litros por da, que
trabajando durante 360 das al ao producen 44244 L /ao de solucin del
colorante y considerar los siguientes criterios. Fuente [2]
En la instalacin de la planta industrial se deben emplear ciertos criterios:
Las dimensiones de la planta.
Las dimensiones de la maquinaria de planta del colorante.
Material accesorio situado.
Talleres y laboratorio.
Vas, suministro de agua, canalizaciones.
Parque de transporte y calles en la planta.
2 Cantidad escalada de la obtenida en el experimento realizado en laboratorio
-
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2.7.3. Consumos Especficos de Principales Insumos
Las mejores condiciones para obtener colorante a partir de la semilla de
palta se logran usando como solvente una solucin acuosa de hidrxido de
sodio al 5% (5 g de NaOH en un litro de agua), con un pH de 13, velocidad
de agitacin 150 rpm, temperatura de extraccin de 75 C, durante dos
horas y con una relacin peso de slido a volumen de solvente de 0.05.
Entonces, para producir 3 lotes por da con 10 Kg. cada uno, la cantidad de
insumos y/o materias primas a ser consumidos es:
POSIBLE CONSUMO EN UNA PLANTA PILOTO:
INSUMOS
y/o
MATERIAS PRIMAS
CANTIDAD
(por da)
Semilla de
la palta
30 12.5 Kg.
NaOH
5% P/V
0.6 m3.7
Datos calculados de: Fuente: Fuente [2]
(http://redalyc.uaemex.mx/redalyc/pdf/215/21513704.pdf)
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2.8. ANLISIS TCNICO DEL PROCESO.
2.8.1. Diagramas del Proceso, BFD y PFD.
Figura 1. Diagrama de Bloques del Proceso (BFD) de Extraccin del Colorante de la
Semilla de la Palta.
Fuente: REVISTA Universidad EAFIT, Medelln-Colombia
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Figura 2. Diagrama de Flujo del Proceso (PFD) de Extraccin del Colorante de la Semilla de la Palta.
(Elaborada en Ms Office Visio 2007)
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Figura 2. Diagrama de Flujo del Proceso (PFD) de Extraccin del Colorante de la Semilla de la Palta.
(Elaborada en ChemCAD)
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PFD Elaborada en ChemCAD (Continuacin)
10
-
Tabla N 6: LEYENDA (PFD Ms Office Visio 2007)
CDIGO DESCRIPCIN
F-101 Tanque de
almacenamiento
J-101 Transportador de banda
C-101 Molino de discos
F-102 Tanque de
almacenamiento
V-201 Extractor con agitacin
H-201 Filtro a prensa
H-202 Filtro de arena
V-301 Evaporador con
agitacin
B-301 Secador
Tabla N 7: NOMENCLATURA DE CORRIENTES
CORRIENTE COMPOSICIN
1 Semilla de la Palta
2 NaOH 5%
3 Suspensin coloreada
4 Semilla despojada de colorante (Torta)
5 Suspensin libre de la Torta
6 Suspensin libre de slidos
7 Solucin concentrada de colorante
8 Colorante en polvo
9 Agua de circulacin para vaci
10 Partculas slidas que van quedando retenidas en el lecho
2.8.2. Diagrama de Instrumentacin de Equipos.
CDIGO DENOMINACIN MATERIAL DE
CONSTRUCCIN FUNCIN OPERATIVA
F-101 Tanque de almacenamiento Fibra de Vidrio almacena la semilla
para lavado
J-101 Transportador de banda Metal y Jebe transporte
C-101
Molino de discos
(10 Kg./min. Con una
potencia de motor de HP)
Acero al carbn Molienda
F-102 Tanque de almacenamiento. Fibra de Vidrio almacena NaOH
V-201 Extractor con agitacin Acero Inoxidable dispersin de partculas
y extraccin
H-201 Filtro a prensa Acero Inoxidable Separacin de partculas
H-202 Filtro de arena Acero Inoxidable Separacin de partculas
V-301 Evaporador con agitacin Acero Inoxidable concentracin de la
solucin
B-301 Secador Acero Inoxidable secado de la
solucin concentrada
-
Obtencin de Colorante a partir de la Semilla de Palta para uso Industrial
E.A.P Ing. Qumica (28) U.N.J.F.S.C
2.8.3. Tablas de Balance Tcnico, de Materia y Energa
2.8.3.1. Balance General de Materia
COMPONENTES CORRIENTES DEL PROCESO(,Kg)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Hidrxido de Sodio (m3) - 0.2 - - - - - - -
Semilla (Kg) 10 - - - - - - - -
Solucin coloreada (Lt.) - - - 40.97 - -
Torta y/o Partculas solidas (Kg) - - 5.04 - - - - 0.01
Agua (Lt.) - - - - - - - -
2.9. ESTRUCTURA DE RECICLO Y PURGAS DEL DIAGRAMA DE FLUJOS.
No hay corrientes de reciclo, porque, por el momento se estara desechando la
torta de filtracin sin humedad, aunque se estn buscando sus aplicaciones.
Adems se estara desechando las aguas residuales, el cual, en este trabajo se
propone para un futuro transportarla para ser tratada.
2.10. ESTRUCTURA GENERAL DEL SISTEMA DE SEPARACIN.
La estructura general del sistema de separacin, en el proceso para obtener colorante
a partir de la semilla de palta, se encuentra en el filtro a presin, en el cual se separa
los slidos en suspensin para obtener un lquido clarificado libre de partculas
gruesas y en el evaporador, donde se concentra la solucin colorante.
2.10.1. Sistema de Separacin de Slidos, Lquidos y Gases.
A: Semilla de la Palta.
B: Solucin de NaOH 5%
C: Suspensin coloreada
-
Obtencin de Colorante a partir de la Semilla de Palta para uso Industrial
E.A.P Ing. Qumica (29) U.N.J.F.S.C
D: Semilla despojada de colorante (torta)
E: Suspensin libre de slidos
F: Solucin concentrada de colorante
G: Agua de circulacin para vaci.
El sistema de separacin ser directo ya que no se utiliza ningn material externo
(especie qumica diferente) en la corriente del proceso para separar.
MTODO ALGORTMICO
NUMERO DE
COMPONENTE
NUMERO
DE
SUBGRUPOS
[N(N+1)/2]-N
NUMERO DE
SUBPROBLEMAS
DE SEPARACIN
[N(N+1)/2]-N
NUMERO DE
POSIBLES
SECUENCIAS
[2(N-
1)]!/[N!(N-1)!]
2 1 1 1
NC = 2
NSG = 1
NSP =1
NS =1
2.11. RED DE INTERCAMBIADORES DE CALOR
No es aplicable el mtodo pinch de diseo de procesos, porque, no se tiene
corrientes fras a calentar ni tampoco corrientes calientes a enfriar.
En el Extractor se hace un calentamiento menor a la temperatura de 70C,
aproximadamente, con NaOH, para extraer en mayor concentracin el colorante.
En el Evaporador se coloca un sistema de vaco que tiene como funcin disminuir el
punto de ebullicin de la solucin acuosa. Se selecciona una trompa de agua que
produce un vaco cerca de 0.5 psia, que satisface las necesidades del sistema y
permite la reutilizacin del agua.
-
Obtencin de Colorante a partir de la Semilla de Palta para uso Industrial
E.A.P Ing. Qumica (30) U.N.J.F.S.C
2.12. ANLISIS Y DISEO DE PROCESOS:
2.12.1. Anlisis de Grados de Libertad de los Principales Equipos.
2.12.1.1. Anlisis tcnico del Extractor con Agitacin.
Diagrama Representativo:
Definicin de Variables:
1 2 3
P Presin de entrada Presin de entrada Presin de salida
T Temp. de entrada Temp. de entrada Temp. de salida
F Flujo msico entrada Flujo msico entrada Flujo msico salida
Ci
Comp. del flujo
i = 1,2,3..
Semilla de Palta
NaOH (*)
Suspensin coloreada(*)
Comp. de Flujo
i = 1,2,3..
Semilla de Palta(*)
NaOH
Suspensin coloreada(*)
Comp. del flujo
i = 1,2,3
Semilla de Palta
NaOH
Suspensin coloreada
H Entalpia en la corriente Entalpia en la corriente Entalpia en la corriente
Q : Intervine transferencia de calor.
W : Se realiza trabajo
(*) : No existe el componente indicado en la corriente.
-
Obtencin de Colorante a partir de la Semilla de Palta para uso Industrial
E.A.P Ing. Qumica (31) U.N.J.F.S.C
CRITERIOS TCNICOS PARA EL ANLISIS OPERACIONAL
Para el proceso de extraccin de un lote de produccin de 40.97 L de
colorante se requieren 0.2 m3 de solucin acuosa de NaOH al 5%, para
lo cual se disea un tanque de acero inoxidable de 800 mm de dimetro y
800 mm de altura, con un espesor de 67 mm, con su respectiva paleta y
quemador para el calentamiento a 75 C.
CALCULO DE NMEROS DE VARIABLES
Nv = Numero de corrientes x (NC + 2) + Q + W
Nv = 3(NC + 2) + 1 + 1
Nv = 3NC + 8
CALCULO DE NMEROS DE RELACIONES
INDEPENDIENTES
Relacin N Referencias
1. Balance de Materia
1.1 Balance General 1
1.2 Balance por Componente NC-1
2. Balance de Energa
2.1 Balance Energa Trmica 1 ( E/ t) = (Cp1 T1 +Cp2 T2 +Q)- Cp3 T3+Hrxn
2.2 Balance Energa Mecnica 1 W = f (N de potencia)
3. Relaciones de Equilibrio
3.1 Equilibrio Qumico 0
3.2 Equilibrio Fsico 0
4. Relaciones Explicitas
4.1 Temperatura 0
4.2 Presin 0
4.3 Flujo 2 F1 =10 Kg/min, F
2 =0.2 m
3/min
4.4 Composicin NC-1
5. Relaciones Implcitas
5.1 Temperatura 0
5.2 Presin 0
5.3 Flujo 1
5.4 Composicin 0
NR = 2NC+3
CALCULO DE GRADOS DE LIBERTAD
321 FFF332211 FyFyFy iii
-
Obtencin de Colorante a partir de la Semilla de Palta para uso Industrial
E.A.P Ing. Qumica (32) U.N.J.F.S.C
Determinacin de los grados de libertad (ND)
ND = Nv NR
ND = 3NC + 8 - (2NC + 3)
ND = NC+5
Necesito saber la composicin de componentes de entrada para
calcular las ecuaciones mencionadas.
2.12.1.2. Anlisis tcnico del Filtro a Presin.
Diagrama Representativo:
H-201
3
5
4
T3
P3
F3
C3
T5
P5
F5
C5
T4
P4
F4
C4
Definicin de Variables:
3 4 5
P Presin de entrada Presin de salida Presin de salida
T Temp. de entrada Temp. de salida Temp. de salida
F Flujo msico entrada Flujo msico salida Flujo msico salida
Ci
Comp. del flujo
i = 1,2,3..
Suspensin coloreada
Semilla despojada de
colorante(torta) (*)
Suspensin libre de slidos(*)
Comp. de Flujo
i = 1,2,3..
Suspensin coloreada (*)
Semilla despojada de
colorante(torta)
Suspensin libre de slidos(*)
Comp. del flujo
i = 1,2,3..
Suspensin coloreada (*)
Semilla despojada de
colorante(torta) (*)
Suspensin libre de slidos
Q : No Intervine transferencia de calor.
W : No Se realiza trabajo
-
Obtencin de Colorante a partir de la Semilla de Palta para uso Industrial
E.A.P Ing. Qumica (33) U.N.J.F.S.C
(*) : No existe el componente indicado en la corriente.
CRITERIOS TCNICOS PARA EL ANLISIS OPERACIONAL
La solucin coloreada proveniente del tanque extractor se separa en dos
fases una slida, y otra lquida que es la solucin coloreada. Debe poseer
la capacidad de filtrar todo el contenido de un lote en menos de dos horas
y materiales resistentes a los productos a ser separados.
CALCULO DE NMEROS DE VARIABLES
Nv = Numero de corrientes x (NC + 2) + Q + W
Nv = 3(NC + 2) + 0 + 1
Nv = 3NC + 7
CALCULO DE NMEROS DE RELACIONES
INDEPENDIENTES
Relacin N Referencias
1. Balance de Materia
1.1 Balance General 1
1.2 Balance por Componente NC-1
2. Balance de Energa
2.1 Balance Energa Trmica 0
2.2 Balance Energa Mecnica 1 W = f (N de potencia)
3. Relaciones de Equilibrio
3.1 Equilibrio Qumico 0
3.2 Equilibrio Fsico 0
4. Relaciones Explicitas
4.1 Temperatura 1 T3 = 75C
4.2 Presin 0
4.3 Flujo 1
4.4 Composicin
5. Relaciones Implcitas
5.1 Temperatura 1
5.2 Presin 0
5.3 Flujo 1
5.4 Composicin
NR = NC+5
CALCULO DE GRADOS DE LIBERTAD
Determinacin de los grados de libertad (ND)
345 FFF334455 FyFyFy iii
-
Obtencin de Colorante a partir de la Semilla de Palta para uso Industrial
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ND = Nv NR
ND = 3NC + 7 - (NC + 5)
ND = 2NC + 2
2.12.1.3. Anlisis Tcnico del Secador
Diagrama Representativo:
B-301
7 8T
7
P7
F7
C7
T8
P8
F8
C8
Definicin de Variables:
7 8
P Presin de entrada Presin de salida
T Temp. de entrada Temp. de salida
F Flujo msico entrada Flujo msico salida
Ci
Comp. del flujo
i = 1..
Solucin concentrada colorante
Colorante en polvo (*)
Comp. de Flujo
i = 1..
Solucin concentrada colorante (*)
Colorante en polvo
Q : Intervine transferencia de calor.
W : No Se realiza trabajo
(*) : No existe el componente indicado en la corriente.
CRITERIOS TCNICOS PARA EL ANLISIS OPERACIONAL
La solucin concentrada de colorante proveniente del evaporador se seca
en un secador para obtener colorante en polvo. Debe poseer la capacidad
de secar todo el contenido de un lote y materiales resistentes al producto
obtenido.
CALCULO DE NMEROS DE VARIABLES
Nv = Numero de corrientes x (NC + 2) + Q + W
Nv = 2(NC + 2) + 1 + 0
Nv = 2NC + 5
-
Obtencin de Colorante a partir de la Semilla de Palta para uso Industrial
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CALCULO DE NMEROS DE RELACIONES
INDEPENDIENTES
Relacin N Referencias
1. Balance de Materia
1.1 Balance General 1
1.2 Balance por Componente NC-1
2. Balance de Energa
2.1 Balance Energa Trmica 1
2.2 Balance Energa Mecnica
3. Relaciones de Equilibrio
3.1 Equilibrio Qumico 0 No hay reacciones reversibles
3.2 Equilibrio Fsico 1
4. Relaciones Explicitas
4.1 Temperatura 0
4.2 Presin 0
4.3 Flujo 0
4.4 Composicin
5. Relaciones Implcitas
5.1 Temperatura 0
5.2 Presin 0
5.3 Flujo 0
5.4 Composicin
NR = NC+2
CALCULO DE GRADOS DE LIBERTAD
Determinacin de los grados de libertad (ND)
ND = Nv NR
ND = 2NC + 5 - (NC+2)
ND = NC+3
87 FF
-
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3. DIMENSIONAMIENTO DE LOS PRINCIPALES EQUIPOS DEL PROCESO
3.1. ESPECIFICACION DE LOS PRINCIPALES EQUIPOS.
Tanque de almacenamiento NaOH 5% (TK-101).
Para los 10 Kg de semilla en cada lote se requieren 0.2 m3 de solucin acuosa de NaOH
al 5% P/V, con lo cual a la semana sern 3 m3 de solucin, que es la capacidad del
tanque vertical de fibra de vidrio (Turton, 1998).
Tanque extractor (V-201). Para el proceso de extraccin de un lote de produccin de
40.97 L de colorante se requieren 0.2 m3 de solucin acuosa de NaOH al 5%, para lo
cual se disea un tanque de acero inoxidable de 800 mm de dimetro y 800 mm de
altura, con un espesor de 67 mm, con su respectiva paleta y quemador para el
calentamiento a 75 C.
Tanque evaporador (V-301). Para concentrar hasta un 45%. la solucin coloreada ya
filtrada. Bsicamente tiene los mismos parmetros que el tanque extractor. Slo se
adiciona una conexin al vaco, por medio de la cual se disminuye el punto de
ebullicin del agua, para facilitar la evaporacin sin degradar el colorante (McCabe,
1999; Turton, 1998).
Molino (CR-101). Para procesar la cantidad de semilla por lote 10 Kg, se requiere un
molino elctrico de disco giratorio, que cumple fundamentalmente la funcin de
aumentar el rea de contacto entre la semilla y la solucin de NaOH. Su capacidad es de
10 Kg/min, con una potencia de motor de HP (Ulrich, 1984).
Separadores. La solucin coloreada proveniente del tanque extractor se separa en dos
fases una slida, y otra lquida que es la solucin coloreada. Debe poseer la capacidad
de filtrar todo el contenido de un lote en menos de dos horas y materiales resistentes a
los productos a ser separados.
Separacin primaria. Se selecciona la separacin por percolacin, debido al sistema de
proceso por lotes, a la poca concentracin de slidos en suspensin y a la posibilidad de
limpiar el medio filtrante continua y fcilmente. El separador de acero inoxidable tiene
una capacidad de 150 Kg de slidos en 100 L/hr de lquido, y una malla filtrante # 20,
para obtener un lquido clarificado libre de partculas gruesas (McCabe, 1999; Ulrich,
1984; Wakeman, 1999).
Separacin secundaria. Posterior a la primaria, de la cual llega la solucin libre de
partculas mayores de 600 mm, por lo cual se requiere un sistema de filtracin de mayor
capacidad. As un filtro de arena es bastante adecuado debido a su alta capacidad y su
moderado costo; debe retener partculas mayores a malla # 100 (147 mm) con lo cual la
solucin coloreada queda bastante clarificada (Ulrich, 1984).
Sistema de vaco. Este vaco tiene como funcin disminuir el punto de ebullicin de la
solucin acuosa, en el tanque evaporador. Se selecciona una trompa de agua que
produce un vaco cerca de 0.5 psia, que satisface las necesidades del sistema y permite
la reutilizacin del agua. Su costo inicial y mantenimiento son menores al de una bomba
de aceite.
-
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3.2. CONCLUSIONES
En conclusin es posible obtener colorante a partir de la semilla de la Palta, que
es un tipo de antocianina, con una solucin diluida de hidrxido de sodio y una
vez procesado este extracto se obtiene un polvo, soluble en agua y parcialmente
soluble en alcohol etlico, que puede usarse para darle color a fibras naturales
usando mordientes naturales como los taninos de la corteza de eucalipto.
Tambin se puede adicionar a alimentos lcteos y de panadera para modificar
su apariencia, una vez purificado por disolucin el etanol.
En el presente trabajo, se trato de cumplir los objetivos que se plantearon
anteriormente, aunque no completamente, en el transcurso de la realizacin se
completar todos los objetivos planteados.
3.3. RECOMENDACIONES:
En la etapa de extraccin con la solucin de NaOH 5%, verificar y controlar la temperatura ya que esta se dispara y aumenta rpidamente.
En el filtrado procurar de que cuando se traslade la mezcla de un depsito a otro no se pierda parte del producto pues este disminuye la eficiencia del
mtodo utilizado.
Los tiempos, temperaturas y las condiciones de la extraccin, evaporacin y secado deben ser cumplidos tal y como se indica en el
mtodo y procedimiento ya que afectara la naturaleza y propiedades de la
semilla de palta
Cuando se retire los pellets de NaOH de su recipiente inicial tratar de que no estn tanto tiempo expuestos al ambiente ya que es un compuesto
muy higroscpico y absorbe humedad del ambiente.
Verificar que en la torta de filtrado no se pierda mucha masa inicial de la semilla molida. Este es un gran inconveniente (disminuye el rendimiento)
-
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3.4. Referencias Consultadas:
[2] Jorge Enrique Devia Pineda / Diego Fernando Saldarriaga Proceso Para Obtener Colorante A Partir De La Semilla Del Aguacate En Medelln-;
Universidad Eafit, enero-marzo 2005, Medelln, Colombia
[3] J. A. Olaeta, M. Schwartz., P. Undurraga y S. Contreras
UTILIZACIN DE LA SEMILLA DE PALTA (Persea americana
Mill.) CV. HASS COMO PRODUCTO AGROINDUSTRIAL
- Facultad de Agronoma. Pontificia Universidad Catlica de
Valparaso. San Francisco s/n La Palma Quillota. Chile. Correo
electrnico: [email protected]
[4] ULRICH GAE; Procesos de Ingeniera Qumica. Mc Graw H.
Mxico 2001
3.4.1. Referencias Electrnicas
[1] http://www.x.com.pe/Descargas/TLC-USA%20JAVIER%20ROSAS%20ENERO2008.pdf
[4] http://redalyc.uaemex.mx/redalyc/pdf/215/21513704.pdf
[5] http://www.avocadosource.com/WAC4/WAC4_p123_files/image002.g
if&imgrefurl=http://www.avocadosource.com/WAC4/WAC4_p123.ht
m&h=257&w=378&sz=39&hl=es&start=1&um=1&tbnid=g_igGF73z
XyxaM:&tbnh=83&tbnw=122&prev=/images%3Fq%3Dsemilla%2Bd
e%2Baguacate%26um%3D1%26hl%3Des%26sa%3DG%26as_qdr%3
Dall
[6] http://scienti.colciencias.gov.co:8081/ciencia.war/search/EnProductoGr
/xmlInfo.do;jsessionid=799C708DA44869F9F1C87EBEF62DC3D9?n
ro_id_grupo=00000000002016&seq_producao=1&cod_rh_cv=000050
6044&seq_producao_cv=25
[7] http://www.agronet.gov.co/www/docs_agronet/200511411949_perfil_
mercado19.pdf
[8] http://www.proinversion.gob.pe/RepositorioAPS/0/0/jer/PUBLICACI
ONES/documentoPs/aw_aguacate.pdf
[9] http://www.inia.gob.pe/boletin/boletin0009/articulo%20ecologico.htm
-
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E.A.P Ing. Qumica (39) U.N.J.F.S.C
[10] http://www.disebas.com/archivos/paltaPDF.pdf
[11] http://www.sica.gov.ec/agronegocios/Biblioteca/Ing%20Rizzo/perfile
s_productos/AGUACATE.pdf
[12] http://www.prompex.gob.pe/Prompex/Documents/1a06fbad-3abe-
45ce-87f9-d1cf402c05c9.pdf
[13] http://www.regioncajamarca.gob.pe/descargas/deseco/COREMYPE_
07_ADEX_Estudio_paltas_Technoserve_2005.pd
[14] http://www.sierraexportadora.gob.pe/documentos/Sierra%20Exporta
dora%202006-2007.pdf
[15] http://www.grupoaulamedica.com/web/nutricion/pdf/062002/03_Los
_flavonoides.pdf
[16] http://farmacia.udea.edu.co/~ff/flavonoides2001.pdf
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4. ANEXOS
4.1. Monografa Descriptiva, Resumida del Proceso
El proceso empieza con la preparacin de la semilla (lavado) y la molienda, que luego
se pasa a la extraccin adicionando un solvente adecuado para la extraccin del
colorante de la semilla de palta, es una solucin diluida de hidrxido de sodio.
En la fase de extraccin, la semilla molida se pone en el tanque de extraccin, a una
temperatura moderada (menor de 75 C), con una determinada relacin slido-solvente,
y por un tiempo definido con agitacin.
En el laboratorio, el extracto obtenido se filtra por medio de una tela elstica, haciendo
un poco de presin, para obtener la solucin de color caf oscuro, libre de slido, y una
torta residual.
Finalmente, esta solucin se concentra en el evaporador y de este concentrado se saca
una muestra que se seca totalmente en una estufa, a una temperatura inferior a 75 C,
para obtener el porcentaje del producto extrado de la semilla, con base en la humedad
original de sta. En la Figura 1 aparece el Diagrama de Bloques del Proceso de
extraccin, cuyos parmetros se determinan con ayuda del Diseo de Experimentos.
4.2. Fotografas e Imgenes de la Prctica y los Materiales
Preparacin de la Materia Prima
Rayado de la Semilla de Palta
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Molienda de la Semilla.
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Preparacin de la Solucin de NaOH y Adicin de Reactivo.
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Solucin Coloreada Obtenida
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PROYECTO DE INVESTIGACION
TITULO:
EEssttuuddiioo ddee PPrree-- FFaaccttiibbiilliiddaadd ppaarraa llaa
IInnssttaallaacciinn ddee uunnaa PPllaannttaa PPiilloottoo ppaarraa llaa
OObbtteenncciinn ddee CCoolloorraannttee aa ppaarrttiirr ddee llaa
SSeemmiillllaa ddee PPaallttaa ppaarraa uussoo IInndduussttrriiaall..
-
Obtencin de Colorante a partir de la Semilla de Palta para uso Industrial
E.A.P Ing. Qumica (46) U.N.J.F.S.C
EEssttuuddiioo ddee PPrree-- FFaaccttiibbiilliiddaadd ppaarraa llaa IInnssttaallaacciinn ddee uunnaa PPllaannttaa PPiilloottoo
ppaarraa llaa OObbtteenncciinn ddee CCoolloorraannttee aa ppaarrttiirr ddee llaa SSeemmiillllaa ddee PPaallttaa ppaarraa
uussoo IInndduussttrriiaall..
IINNTTRROODDUUCCCCIIOONN
Debido a que la mayora de los colorantes sintticos son nocivos para la salud, se
plantea como alternativa de solucin la obtencin de colorante natural a partir de
la semilla de palta, adems, los colorantes naturales se pueden obtener de
muchas plantas, ya sea de sus hojas, de sus frutos o tallos y races.
Una de las frutas ms conocidas es la palta o aguacate, que es una fruta
comestible con una semilla muy voluminosa. En la actualidad los consumidores
de la palta desechan su semilla sin tener conocimiento que podra utilizarse en la
obtencin de colorante.
La palta peruana se distingue por su inmejorable calidad, por las modernas
tecnologas que se emplean en su cultivo, as como por las extraordinarias
caractersticas de su zona de cultivo en la costa peruana, un lugar idneo para la
produccin de esta fruta. Todos estos factores han contribuido a que ao tras ao
la palta peruana siga batiendo cifras de exportacin.
El rendimiento de la palta peruana (9,2 TM/ha de media entre los aos 2003 a
2005) es claramente superior a la media mundial (8,0 TM/ha), superando a la
mayora de pases exportadores con los que compite en el mercado internacional
como Chile (6,4 TM/ha), Espaa (8,0 TM/ha), Sudfrica (4,7 TM/ha), Francia
(5,9 TM/ha) y los Estados Unidos.
En este trabajo se hace el estudio para la instalacin de una planta de obtencin
de colorante a partir de la semilla de palta.
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5. ASPECTOS GENERALES.
5.1. Nombre del proyecto:
Estudio de Pre- Factibilidad para la Obtencin de Colorante a partir
de la Semilla de Palta para uso Industrial.
5.2. Naturaleza:
Empresa de Produccin.
5.3. Ubicacin tentativa:
Regin: Lima
Provincia: Callao
Av. Nstor Gambeta altura Km. 8
5.4. Unidad Ejecutiva:
COLORPALT NATURA S.R.L
5.5. Concepcin de la Idea:
Abundancia de materia prima en la zona.
Aprovechar la semilla de palta, para obtener colorante
Introducir al mercado un nuevo tipo de colorante natural
Mercado consumidor
5.6. OBJETIVOS:
Hacer el estudio para instalacin de una planta de obtencin de colorante a partir de la semilla de palta en la ciudad de Sayn, Regin Lima Per.
Presentar un producto diferente como una alternativa ante las dems marcas ya existentes para el consumo a nivel nacional.
Generar fuentes alternativas de empleo.
Satisfacer la demanda del consumidor.
6. INVESTIGACION DE MERCADO:
6.1. Diseo de la Muestra
La poblacin esta representada por 20 empresas que producen colorantes
naturales en la regin Lima.
6.2. Tamao de la muestra
El tamao de la muestra se define como el nmero de encuestas que tcnicamente se
considera necesaria para obtener informacin confiable de una poblacin para
posteriormente inferir su comportamiento.
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Para determinar el tamao de la muestra para nuestro proyecto, se utiliz la siguiente
frmula:
Donde:
n = Tamao de muestra
Z = Valor de la probabilidad de la funcin normal para determinado
nivel de confianza. , luego Z = 1.96
P = Proporcin de consumidores que utilizan el servicio.
Q = Proporcin de consumidores que no utilizan el servicio.
E = Error muestral aceptado para el estudio.
N = Poblacin total del mercado objetivo
PREENCUESTA
Fecha: 30 / 01 / 09
1. Esta Ud. de acuerdo con el ingreso de un nuevo colorante natural a partir de la semilla de palta en el mercado de los colorantes?
SI NO
Rpta.: n de encuestados 10, de los cuales 6 respondieron SI y 4 NO.
De los resultados obtenidos se llego a determinar el valor de p=0.60 y q=0.40
Datos de:
n =
Z = 1.96
P = 0.60
Q = 0.40
E = 5%
N = 20
Reemplazando valores se tiene el tamao de muestra
Entonces:
Por lo tanto el tamao de muestra (n) a tomar es 19
-
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6.3. Elaboracin del cuestionario.
a. Esta Ud. de acuerdo con el ingreso de un nuevo colorante natural a partir de la semilla de palta en el mercado de los colorantes?
Si No
b. Cules son los beneficios al usar colorantes naturales en lugar de colorantes sintticos?
No perjudican la salud ni el medio ambiente
Perjudican la salud y el medio ambiente
c. En qu estado fsico es recomendable envasar los colorantes naturales?
Estado lquido Estado slido
d. Qu sectores consumen en mayor cantidad los colorantes naturales a nivel nacional?
Sector alimentario
Sector industrial textil Otros sectores
e. Qu destino tienen los colorantes naturales en el mercado extranjero?
Unin Europea. EE.UU
CONCLUSIONES DEL CUESTIONARIO:
La mayora de las empresas encuestadas estuvo de acuerdo con el lanzamiento de un nuevo colorante en el mercado nacional y extranjero
debido principalmente al aumento de la demanda.
Los principales beneficios al usar los colorantes naturales se debe a que no son nocivos para la salud y el medio ambiente.
La mayora recomend el estado fsico de los colorantes en polvo porque tiene mayor tiempo de conservacin.
El sector textil y Alimentaria son los que usan en mayor cantidad los colorantes naturales.
Los principales destinos de los colorantes naturales son la Unin Europea y los EE.UU.
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CONCLUSION:
Concluimos que nuestro producto tendr cogida en el mercado nacional y
extranjero, en las industrias textiles, alimentaria y otros (cosmticos, medicina,
ceras, tizas, crayones, etc.)
7. ESTUDIO DE MERCADO.
7.1. rea del Mercado: El colorante natural esta destinada a las empresas que tienen mercado para la
venta de colorantes a nivel nacional como extranjero.
7.2. Producto: Colorante Natural de la semilla de palta
a. Definicin: El colorante es de origen vegetal (de la semilla palta), es una antocianina que se obtiene por la extraccin con una solucin de hidrxido
al 5%.
b. Usos:
Industria textil: Dando color a las fibras.
Industria alimentaria: Como aditivos a alimentos lcteos y en la panadera para modificar su apariencia.
Y otros (cosmticos, medicina, ceras, tizas, crayones, etc.)
c. Caractersticas:
Presentacin de color caf.
Es soluble en agua y parcialmente soluble en alcohol etlico.
Por ser natural su degradacin es ms rpida.
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No presenta efectos nocivos para la salud (comparado con los colorantes sintticos).
Para un mejor rendimiento en la obtencin se adiciona hidrxido de sodio al 5% en peso.
7.3. Estudio de Materia Prima
7.3.1. Produccin:
AO PRODUCCION (TM)
2004 107411.54
2005 103363.98
2006 109917.28
2007 116000.00
7.3.2. Rendimiento:
El rendimiento actual de la palta es de aproximadamente 3-10 TM/Ha
7.3.3. Precios: Precio en chacras:
S/. 2.50/Kg.
Precio en mercados:
Palta Fuerte: S/. 5.00/Kg.
Palta Criolla: S/. 3.00/Kg.
7.3.4. Proyectos:
Las proyecciones que hace Sierra Exportadora para este ao 2009 son las
siguientes:
Incrementar la productividad de la palta de 0.3 TM/Ha a 10 TM/Ha.
Incrementar la calidad exportable del 10% al 50%.
Establecimiento de 1250 Ha de nuevas plantaciones.
Consolidar la industrializacin de la palta mediante la produccin de aceite de palta y/o pasta de palta y realizar las primeras exportaciones
al mercado japons.
7.4. Demanda-Consumo-Ventas:
7.4.1. Series Estadsticas
AO DEMANDA(TM) 2005 4046.6
2006 5301.0
2007 6944.3
2008 9097.0 Fuente del MINAG
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7.4.2. Proyeccin
La tasa de crecimiento de la demanda es de 31% aproximadamente.
AO DEMANDA
2009 11917.1
2010 15611.4
2011 20451
7.5. Oferta
7.5.1. Estadsticas de Produccin
AO OFERTA
2005 2205
2006 2646
2007 3175
2008 3810 Fuente del MINAG
7.5.2. Proyeccin
La tasa de crecimiento de la produccin es del 20% aproximadamente.
AO OFERTA
2009 4572
2010 5487
2011 6584.4
7.6. Balance: DP-OP
AO DP OP DIF
2009 11917.1 4572 7345.1
2010 15611.4 5487 10124.4
2011 20451 6584.4 13866.6
7.7. Precios
Los precios de competencia son:
Colorante paprika $ 35.00 / Kg.
Colorante de paprika $ 29.00 / Kg.
Colorante de paprika $ 28.00 / Kg.
El promedio de los precios es: $ 30.00/Kg.
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7.8. Marketing
Publicidad va internet.
Transporte va mvil (camionetas, etc.)
Presentacin: Envases de polietileno de 1Kg.
8. ESTUDIO TECNICO
8.1. Tamao de planta 8.1.1. Factores
8.1.1.1. Disponibilidad de materia prima El siguiente cuadro nos muestra una estimacin de la cantidad de palta producida en
algunos departamentos de nuestro pas para la exportacin. Esto nos garantiza que hay
cantidad suficiente de palta para nuestro proceso extractivo de colorante de palta.
Proyeccin de volmenes de exportacin de palta en las diferentes regiones
Regin Provincia Distritos Zonas 2006 2007 Proy. 2008
Lima Huaura Sayn
Sayn, Huaura,
Oyn, Aynaca
Vilcahuaura, Peico,
Mallay
264,416.16 635,671.22 800,000
Lima Huaral Aucallama Aucallama, Palpa,
Huayn, Sta. Rosa 199,981.24 112,502.23 150,000
Ancash Bolognesi Chasquitambo
Chasquitambo,
Palillo, Huasquish,
Colquioc, Julquillas,
Esperanza
142,184.67 115,882.61 200,000
Ancash Yungay/ Huaylas
Quillo
Quillo, Yautn,
Moro, Huanchuy, Buena Vista Alta.
728,912.91 991,988.90 1,200,000
La Libertad Snchez Carrin
Huamachuco Satibamba, Vir, Chao, Huamachuco
50,149.32 223,242.46 450,000
Cajamarca Cajabamba Cachachi
Cachachi, Condebamba, Jorge
Chvez, Oxsamarca,
San Vicente Pusac,
Huasmn y Utco
0 51,250.20 100,000
Moquegua
Gral.
Snchez
Cerro
Omate Omate,Moquegua,
Samagua,Torata. 0 22,350.50 0,040
Ica Ica Los Molinos
Los Molinos, Alto y
Bajo Larn, Canyar,
Chincha, Ica, Caete.
374,608.23 737,124.20 1,500,000
Ayacucho Huanta Luricocha Huanta, Luricocha 77,379.03 88,038.86 200,000
Arequipa Caravel Quicacha Quicacha, Chaparra,
Tiruque, Molino 152,612.40 184,674.60 500,000
1,990,243.96 3,162,725.78 5,500,000
FUENTE: Sierra Exportadora
Como insumos a utilizar tenemos principalmente el NaOH que lo podemos adquirir en
la empresa QUIMPAC.
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8.2. Localizacin
8.2.1. Factores Localizacionales A continuacin se mencionan algunos de los factores que intervienen para la
localizacin del local.
Mercado. Servicios. Mano de obra.
a) Coeficiente de Ponderacin.
FACTORES
LOCALIZACIONALES
COEFICIENTE DE
PONDERACIN
Mercado 0.5
Servicios(Agua, Luz, Telfono) 0.3
Mano de obra 0.2
TOTAL 1.00
b) Escala de Calificacin.
TIPO CALIFICACIN
Malo 0
Regular 1
Bueno 2
Muy Bueno 3
c) Analizamos Alternativas. Estamos considerando tres posibles lugares en donde podramos ubicar
nuestro negocio fsicamente, entre ellos tenemos a:
Sayn (A).
Lima (B).
Huacho (C).
8.2.2. Macro localizacin
FACTOR PONDERACI
N
CALIFICACIN DE
PONDERACIN
CALIFICACIN DE
PONDERADO
A B C A B C
Mercados 0.5 0 3 1 0 1.5 0.5
Servicios 0.3 1 3 2 0.3 0.9 0.3
Mano de obra 0.2 2 2 2 0.6 0.6 0.6
1.00 0.9 3.0 1.4
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Como resultado de la del estudio de macro localizacin, hemos visto por
conveniente instalar la planta para la obtencin de colorante en la provincia Lima,
debido a que se encuentran mayores ventajas en este lugar.
8.2.3. Micro localizacin
Para la localizacin de hemos tomado en cuenta varios aspectos, como la
proximidad al lugar de produccin de la materia prima, lugares de
comercializacin del producto, etc. Por tanto se escogi como lugar
apropiado para instalacin de la planta a la provincia Lima metropolitana.
8.3. Ingeniera
8.3.1. Descripcin del Producto:
El producto obtenido como resultado del proceso extractivo es el colorante de
palta, que es una antocianina de color caf oscuro en polvo. A continuacin se
explica en forma resumida todo el proceso para la obtencin del colorante de
palta:
El solvente ms adecuado para la extraccin del colorante de la semilla de palta
es una solucin diluida de hidrxido de sodio.
Con base en los resultados de estos ensayos se han disea un mtodo de
extraccin que consiste en lavar las semillas para removerles residuos de la
pulpa y la suciedad, para luego pasarlas por un molino de discos y as obtener un
producto de consistencia pastosa, al cual se le determina la humedad promedio
de 18%.
En la fase de extraccin, la semilla molida se pone en el tanque de extraccin, a
una temperatura moderada (menor de 75 C), con una determinada relacin
slido-solvente, y por un tiempo definido con agitacin.
En el laboratorio, el extracto obtenido se filtra por medio de una tela elstica,
haciendo un poco de presin, para obtener la solucin de color caf oscuro, libre
de slido, y una torta residual.
Finalmente, esta solucin se concentra en el evaporador y de este concentrado se
saca una muestra que se seca totalmente en una estufa, a una temperatura
inferior a 75 C, para obtener el porcentaje del producto extrado de la semilla,
con base en la humedad original de sta. En la Figura 1 aparece el Diagrama de
Bloques del Proceso de extraccin, cuyos parmetros se determinan con ayuda
del Diseo de Experimentos.
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8.3.2. Necesidades de equipos:
Como criterio de diseo para el proceso se establecen 3 lotes de produccin por da cada
uno con 10 Kg de semilla que, de acuerdo con los parmetros seleccionados, se estima
un rendimiento de 47.22%, para producir 10.97 L de solucin del colorante al 45% por
lote, o 32.93 Litros por da, que trabajando durante 360 das al ao producen 11880 L
/ao de solucin del colorante. Con base en estos parmetros se calculan los diferentes
equipos necesarios para el proceso.
Caractersticas Cantidad
Tanque de
almacenamiento NaOH
5%.
Para los 10 Kg de semilla en cada lote se
requieren 0.2 m3 de solucin acuosa de
NaOH al 5% P/V, con lo cual a la semana
sern 3 m3 de solucin, que es la capacidad
del tanque vertical de fibra de vidrio.
1
Tanque extractor. Para el proceso de extraccin de un lote de
produccin de 10.97 L de colorante se
requieren 0.2 m3 de solucin acuosa de
NaOH al 5%, para lo cual se disea un
tanque de acero inoxidable de 800 mm de
dimetro y 800 mm de altura, con un espesor
de 67 mm, con su respectiva paleta y
quemador para el calentamiento a 75 C.
1
Tanque evaporador. Para concentrar hasta un 45%. la solucin
coloreada ya filtrada. Bsicamente tiene los
mismos parmetros que el tanque extractor.
Slo se adiciona una conexin al vaco, por
medio de la cual se disminuye el punto de
1
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ebullicin del agua, para facilitar la
evaporacin sin degradar el colorante.
Molino. Para procesar la cantidad de semilla por lote
10 Kg, se requiere un molino elctrico de
disco giratorio, que cumple
fundamentalmente la funcin de aumentar el
rea de contacto entre la semilla y la
solucin de NaOH. Su capacidad es de 10
Kg/min, con una potencia de motor de HP.
1
Separadores La solucin coloreada proveniente del
tanque extractor se separa en dos fases una
slida, y otra lquida que es la solucin
coloreada. Debe poseer la capacidad de
filtrar todo el contenido de un lote en menos
de dos horas y materiales resistentes a los
productos a ser separados.
2
8.3.3. Requerimientos de materia prima e insumos.
Materia prima
La cantidad de semilla de palta a utilizar ser de 30 Kg/da, al da se
procesaran tres lotes y cada lote contiene 10 Kg. de semilla de palta.
Insumos
Se utilizara 0.6m3/ da, ya que por cada lote se necesita de 0.2 m
3.
8.3.4. Necesidades de mano de obra operativa
Para la operacin de la planta se necesita:
Un jefe de planta.
3 ingenieros para que se encarguen del control de la planta, habr un ingeniero por turno.
Persona encargada de la recepcin de la semilla de palta.
Dos personas para el envasado del producto.
8.3.5. Necesidades de Servicio
Los suministros que se utilizaran para la obtencin del colorante de palta
en la planta son los siguientes:
Agua: Se necesita agua para el lavado de las semillas y para uso personal.
Electricidad: Para el uso de todos los equipos a usar en la extraccin del colorante de palta.
Transporte: Movilidad para la recepcin de las semillas y para el transporte del producto.
Telfono.
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8.3.6. Suministros.
Combustible
Semilla de palta.
Solvente (NaOH al 5% P/V).
8.3.7. Control de Calidad
Se toman muestras a analizar por cada lote de produccin, haciendo los anlisis para humedad y concentracin.
8.3.8. rea de planta.
La planta tiene un rea de 80 m2.
8.3.9. Distribucin de planta
AREA DE PRODUCCION
(40m2)
ALMACEN
(20m2)
LABORATORIO
(10m2)
ADMINISTRA
CION
(10m2)
8.3.10. Plan de implementacin.
ACTIVIDAD TIEMPO MESES:
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Desarrollo del proyecto X X
Constitucin de empresa X X
Prstamo X X X X X X
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