UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓN FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
“OBTENCIÓN DE PECTINA A PARTIR DE
CASACARA DE MARACUYA”
Diseño de plantas químicas
Castellón Carla
27/05/2011
ÍNDICE
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
CAPÍTULO 1: INTRODUCCIÓN 1.1 Introducción 8 1.2 Antecedentes 9 1.3 Justificación 10 CAPÍTULO 2: MERCADO 2.1 Demanda 11 2.2 Oferta 15 2.3 Análisis de mercado 16 2.3.1 Precio 16 2.3.2 Producto 17 2.3.3 Plaza 18 2.3.4 Promoción 19 2.3.4.1 Análisis F.O.D.A 21 2.4 Proyecto de mercado 23 2.4.1 Demanda 23 2.4.2 Oferta 26CAPÍTULO 3: ABASTACEMIENTO DEL PROYECTO 3.1 Descripción de la materia prima, materiales y suministros de fábrica 27
3.1.1 Descripción de la materia prima 27
3.1.2 Ubicación geográfica 28 3.1.2.1 Distribución en Bolivia 29 3.1.3 Materiales e insumos 29 3.1.4 Suministros de fábrica 30 3.2 Descripción de fuentes 33 3.3 Requerimientos de proyecto 34 3.3.1 Maracuyá 34 3.3.1.1 Morfología de la maracuyá 34 3.3.1.2 Composición química 34 3.3.1.3 Cascara de maracuyá 35
3.4 Selección de fuentes de aprovisionamiento 3 6 3.5 Programa de abastecimiento 3 7 3.6 Costos de abastecimiento 38
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
4.1 Ubicación y emplazamiento de la planta 40
4.1.1 Localización 40
4.1.2 Ubicación 40
4.1.3 Emplazamiento 4 1 4.1.3.1 Factores cualitativos no cuantificados 41
4.1.3.1.1Disponibilidad de la materia prima 41
4.1.3.1.2 Existencia de mano de obra 41
4.1.3.1.3 Accesibilidad 4 1 4.1.3.1.4 Disponibilidad del terreno 4 2 4.1.3.1.5 Clima 4 2 4.1.3.1.6 Energía eléctrica 42
4.1.3.1.7 Agua. 4 2 4.1.3.2 Factores cuantitativos o cuantificables 4 4 4.2 Tamaño de la planta 4 5 4.2.1 Tamaño de planta 4 5 4.2.2 Programa de ventas 4 5 CAPÍTULO 5. INGENIERIA DEL PROYECTO 5.1. Introducción 46
5.2 Descripción del proceso 47
5.3 Diagrama de flujo del proceso 53
5.4 Balance de masa 54 5.5 Balance de energía 56 5.6 Diseño de equipos 58 5.6.1 Bomba 58 5.6.1.1 Potencia hidráulica 60 5.6.1.2 potencia absorbida 61 5.6.1.3 NPSH 62 5.6.2 Secador 62 5.6.3 Equipo de destilación 63
5.6.4 Tanque de agua y alcohol 64
5.6.4.1. Diseño de los tanques de la instalación 64
5.6 Requerimientos de equipos y maquinarias 65
5.7 Costos de fabricación por lote según ítem de costo 68
5.8 Costos anuales de fabricación al 100% de la planta 68
5.9 Costos anuales de fabricación 69
CAPÍTULO 6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 6.1 Conclusiones 70
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Cascara de fruta
CAPÍTULO 7. ANEXOS 7.1 Anexo 1 72 7.1.1 Pectina 72 7.1.1.1 Generalidades de la Pectina 72 7.1.1.2 Estructura de la Pectina 72 7.1.1.3 Propiedades Físicas 73 7.1.1.4 Propiedades Químicas 73 7.1.1.5 Localización 737.1.1.5.1 Pectina Disuelta en los Jugos Vegetales 73
7.1.1.5.2 Pectina Fácilmente Soluble en Agua Caliente 73
7.1.1.5.3 Pectina Genuina Estable de las Laminillas Centrales 74 7.1.1.5.4 Combinaciones Intercelulares de Pectina y Lignina 74
7.1.1.6 Características 74 7.1.1.6.1 Precipitación 74 7.1.1.6.2 Solubilidad 74 7.1.1.6.3 Degradación 75 7.1.1.6.4 Coagulación 75 7.1.1.6.5 Grado de Metilación 76
7.1.1.7 Usos y Aplicaciones de la Pectina 76
7.2 Anexo 2 77
7.2 .1 flujo grama de proceso 77
7.3 Anexo 3 78
7.3.1 Cálculo del Balance de masa 78
7.4 Anexo 4 82
7.4.1. Cálculo del Balance de energía 82
7.5 Anexo 5 85
7.5.1. Diseño de equipos 85
7.5.1.1 Centrífuga 85
7.5.1.2 Calculo de las bombas 86
7.5.1.3 Diseño y cálculo del secador 87
7.5.1.4 diseño del equipo de destilación 88
7.5.1.5 Diseño de los tanques para la instalación 89
ÍNDICE DE TABLAS E ILUSTRACIONES
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
Tabla 1. Demanda de maracuyá por empresas para 1997……….12
Tabla 2 Consumo de maracuyá en Ton/año en las principales ciudades 13
Tabla 3 Demanda de maracuyá en Ton/año 14
Ilustración 1 Consumo de maracuyá 14
Ilustración 2 Etiqueta con el logotipo que llevará la empresa 17
Tabla 4 Comercialización del producto por provincias 18
Tabla 5 Demanda de maracuyá 24
Tabla 6 Estimación de la demanda basada en el consumo de maracuyá 25
Tabla 7 Proyección de la demanda de pectina 25
Tabla 8 Proyección de campaña de marketing 26
CAPÍTULO 3: ABASTACEMIENTO DEL PROYECTO Ilustración 3 Morfología del maracuyá 27
Ilustración 4 Mesocarpio 28
Ilustración 5 principales países productores de maracuyá 29
Tabla 9 Descripción de fuentes de aprovisionamiento 33
Ilustración 6 Estados de madurez del maracuyá 35
Tabla 10 Programa de abastecimiento en seis años 37
Tabla 11. Requerimientos para procesar 80 Kg. de materia prima 38
Tabla 12 .costo de materia prima para el 100% de capacidad de planta 39
Tabla 13. Costo total de materia prima por año 39
CAPÍTULO 4: ESTUDIO TÉCNICO Tabla 14 Evaluación de factores Cualitativos Macro localización 43
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
Tabla 15 Evaluación de factores Cualitativos Micro localización 44 CAPÍTULO 5. INGENIERIA DEL PROYECTO
Tabla 16 Rendimiento de pectina de varios frutos 46 Tabla 17 porcentajes de esterificación de la pectina 47 Tabla 18 Diferencia entre bomba centrífuga y de desplazamiento positivo 58 Tabla 19 Maquinarias y equipos por proceso 6 6 Tabla 20 Depreciación de maquinarias y Equipos 67 Tabla 21 Costo de maquinarias y equipos por proceso 68 Tabla 22 Costos de fabricación por lote según ítem costo en $us 69
CAPÍTULO 7. ANEXOS
Ilustración 7 estructura de la pectina 7 3 Ilustración 8 Separador Centrífugo automático 85
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
El estudio va dirigido al aprovechamiento integral de residuos de maracuyá, enfocado a la búsqueda de compuestos potenciales como la pectina que otorgan una utilidad a la industria.
Las pectinas son productos químicos que se obtienen de materias primas vegetales, principalmente frutas, presentan diversas aplicaciones en la industria farmacéutica y alimentaria, Los geles de pectina son utilizados especialmente en la industria de alimentos para reparar y modificar la textura de compotas, jaleas, confites y productos lácteos bajos en grasas. También es utilizada como
ingrediente en medicinas tales como anti diarreicos, y desintoxicantes. Industrialmente.
Para la extracción de pectina se estudia el tratamiento y análisis de las cáscaras de maracuyá como materia prima, además del proceso de obtención de material gelificante basado en métodos de hidrólisis ácida, dando como resultado su capacidad de gelificación.
CAPÍTULO I INTRODUCCIÓN
1. INTRODUCCION
Las pectinas son heteropolisacáridos que se presentan en la naturaleza como elementos estructurales del sistema celular de las plantas. Su componente principal es el ácido poligalacturónico, que existe parcialmente esterificado con
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
metanol. Se encuentran principalmente en las frutas y vegetales, para aprovechar su capacidad para balancear el equilibrio del agua dentro del sistema.
Las pectinas se obtienen de materiales vegetales que tienen un alto contenido de éstas, tales como manzanas, frutas cítricas, piña, guayaba dulce, tomate de árbol, maracuyá y remolacha. Según el tratamiento que se haga a las materias primas se obtienen diferentes calidades de pectinas, de acuerdo con las necesidades de los productos terminados. Estas pectinas son, en la actualidad, ingredientes muy importantes en la industria de los alimentos, para hacer gelatinas, helados, salsas, queso. También se emplean en otras industrias, como la farmacéutica, que
requieren modificar la viscosidad de sus productos, y en la industria de los plásticos así como en la fabricación de productos espumantes, como agente de clarificación y aglutinantes.
Hay una considerable demanda por la pectina de la industria farmacéutica para ciertas preparaciones creadas en el tratamiento de diarreas en infantes, como un agente hemostático y como un sustituto en el plasma sanguíneo.
Las pectinas se dividen en tres grupos según sus propiedades de gelación, que están asociadas con el grado de esterificación metílica.
a) Las pectinas con alto índice de metoxilo, que determina el grado de esterificación con radicales metílicos, contienen más de un 50% de unidades del ácido poligalacturónico esterificadas y por lo tanto no reaccionan con iones calcio. El poder de gelación depende, entre otros, del contenido ácido, del tipo de pectina y de la cantidad de sólidos solubles, que generalmente es más del 55%. Estas pectinas reaccionan con la caseína y sirven para estabilizar bebidas fabricadas a partir de leche ácida
b) Las pectinas con bajo índice de metoxilo, son las que tienen menos del 50% de unidades esterificadas del ácido poligalacturónico y por lo tanto forman geles no sólo con sólidos solubles que contienen iones calcio sino también con azúcares y otros ácidos. En este caso el poder de gelación también depende del pH y de la concentración de iones calcio, lo cual influye en la textura de la gelatina formada.
c) Las pectinas amídicas con bajo índice metoxilo, son aquellas que han sido desmetoxiladas con amoníaco en lugar de usar ácidos. Cuando se hace el
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Cascara de fruta
proceso de desmetoxilación, una parte de los grupos éster se remplaza por grupos amida, lo cual modifica las propiedades de gelación de la pectina. Requieren pequeñas cantidades de iones calcio para el proceso de gelatinización
1.2. ANTECEDENTES
La pectina, de la palabra griega “Pekos” (denso, espeso, coagulado), es una sustancia mucilaginosa de las plantas superiores. Esta sustancia se asocia con la celulosa y le otorga a la pared celular la habilidad de absorber grandes cantidades de agua. La celulosa tiene un importante rol en la estructura ya que le da rigidez a las células, mientras que la pectina contribuye a su textura. Durante mucho
tiempo, el ama de casa ha utilizado la pectina contenida en las frutas “in situ “para “espesar jaleas”. Su extracción industrial se inició a principios del siglo XX.
En 1825, el químico francés Henri Braconnot aisló las pectinas por primera vez, reconociendo su papel en esos productos.
La producción comercial de pectinas comenzó en 1908 en Alemania, a partir de los restos de la fabricación de zumo de manzana.
En 1951 kertesz la pectina fueron definida como ácidos pectínicos solubles en agua de grado de metilación variado que son capaces de formar geles con ayuda de azúcar y ácido bajo condiciones determinadas. De ahí el termino pectina se usa colectivamente para incluir el ácido péptico, la forma de pectina completamente desestirificada
En 1998, Gómez busca nuevos horizontes encontrando que en la industria farmacéutica se requieren para modificar la viscosidad de sus productos, y en la industria de los plásticos, además de la fabricación de productos espumantes, como agente de clarificación y aglutinantes.
En 1991, Pilgrim encontró que las pectinas contienen un alto índice de metoxilo, que determina el grado de esterificación con radicales metílicos.
El 2001 Herbstreith demostró que las pectinas son hereropolisacáridos, y que su componente principal es el poligalacturónico, además que tienen distintos grados de gelación por lo que lo divide en tres grupos.
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
Actualmente se obtienen a nivel industrial de los restos de la extracción de zumos de cítricos y otras frutas. La pectina se extrae con agua caliente acidificada,
precipitando la de la disolución con etanol o con una sal de aluminio. 1.3. JUSTIFICACIÓN
En este tiempo se hace necesario el procesamiento de materiales de desecho para disminuir el impacto ambiental, siendo útil la inversión de capital en el tratamiento del mismo, con el aprovechamiento integral de subproductos
considerados como residuos buscando posibles compuestos que puedan otorgarle un valor agregado, por ello, al obtener pectina no sólo se logra utilizar residuos del maracuyá, si no también aporta de manera muy importante a la industria.
Este proyecto tiene como fundamento obtener pectina a partir de cascaras de maracuyá para aprovechar al máximo en su industrialización, siendo reconocida por la FAO como un aditivo seguro el cual no tiene restricciones de uso.
CAPÍTULO II MERCADO
Nuestro mercado será específico ya que existen consumidores potenciales,
además de que el producto no es de primera necesidad como otros para que toda la población pueda acceder frecuentemente.
Actualmente el concentrado de maracuyá es utilizado por la industria como un ingrediente para elaborar bebidas de frutas tropicales, purés, mermeladas, alimentos para bebés, helados, yogures, chocolates, entre otros.
2.1. DEMANDA
No existe demanda de pectina en Cochabamba debido a la inexistencia de
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Cascara de fruta
maracuyá, por lo que el análisis que se hará será de los desechos (cascaras) de maracuyá.
El maracuyá es utilizado en Bolivia para hacer jugos de frutas, concentrados, bebidas energizantes y como fruta fresca.
El consumo de maracuyá en Cochabamba como fruta fresca es pequeño o nulo, el maracuyá se usa especialmente para la elaboración de jugos con adición de agua y azúcar, para saborizar helados, mermelada, yogures y otros productos de
repostería, goza de aceptación entre consumidores por su fuerte aroma y sabor característicos.
De la producción de maracuyá en Cochabamba el 75% de esta se deriva a la industrialización, básicamente destinada a la obtención de jugo pasteurizado concentrado que origina un desecho compuesto de cáscara y semillas que representa un 70% del material saliente en el proceso en relación de la materia entrante, siendo la cáscara 50-60%, jugo 30-40%, semillas 10-15%.
En 1997 se estima que el mercado interno consumió 1.496.040 kg de maracuyá, siendo un consumo muy poco tradicional en Bolivia.
Ese mismo año la producción de maracuyá fue absorbida íntegramente al mercado local con un pequeño saldo disponible para la exportación, esto se puede observar en el siguiente cuadro.
Tabla 1. Demanda de maracuyá por empresas para 1997 (Expresado en Kg de fruta fresca)
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
Después de 13 años el 2010 existió un consumo de 2468,5 ton/año con un costo de 65.83 $u$/ton, previendo un incremento del 5% en el consumo, se proyecta que la demanda parta este año será de 2543 ton/año y se estima que llegará a un costo de 67.82 $u$/ton.
Entonces la cascara de maracuyá en el año 2010 fue de 1481 ton/año y se aproxima a un costo de 200 Bs.
El incremento de la demanda mundial de jugo concentrado de maracuyá se debe principalmente a la creciente popularidad de jugos multifrutales, bebidas de sabores exóticos y bebidas multivitamínicas, particularmente en Europa y Estados
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Cascara de fruta
Unidos. Entre los principales productores de esta fruta están Brasil, Colombia, China, Perú, y Ecuador.
A pesar de que Brasil es el mayor productor de Maracuyá su participación en el mercado mundial sólo representa el 10%, ya que destina al mercado interno gran parte de su producción, comercializando dentro del país el 70% como fruta fresca y el 30% restante como jugo y concentrado.
Tabla 2 Consumo de maracuyá en Ton/año en las principales ciudades
Ciudad fruta fresca zumo refresco La paz 19 447 3342 Cochabamba 262 372 2096 Santa cruz 285 1079 5647
Encuesta ODENAL, abril de 2010
Tabla 3 Demanda de maracuyá en Ton/año
Año
Total demanda de maracuyá
en industrias Total demanda de maracuyá para consumo fresco
Total
Mercado local Exportación 199 7 593 62 220 875 200 0 686 768 255 1709 200 1 686 768 255 1709 201 0 1117 1251 415 2783 201 4 1358 1521 505 3384
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
Encuesta agropecuaria del area Tropical del deparatamento de Cochabamba efectuada por INE.
Ilustración 2 Consumo de maracuyá
Y= a+m X y = 16.99 x - 33731
tendencia =6.99
R² = 0.987
Se estima que la demanda actual de maracuyá en Cochabamba para
industrialización, es de aproximadamente de 95 kg. Por semana (dependiendo de la temporada). De este hecho deducimos que haciendo un análisis de las fábricas se llegaran a consumir 2821 Ton/año de maracuyá.
2.2 OFERTA
La producción de pectina en Cochabamba no existe por lo menos de manera industrializada, por lo que el estudio histórico es posible hacerse a base del maracuyá.
La tasa de crecimiento de la producción de pectina en la última década ha sido del 0.5% lo cual demuestra un evidente dinamismo y la excelente alternativa.
Actualmente en Cochabamba las empresas más importantes que industrializan el maracuyá son:
Tampico, que ocupan el 60% del mercado, PIL 30% se disputan entre las otras empresas, Del trópico, un 10 % empresas menos reconocidas y un 10% de las empresas informales, además de los importados.
Por otro lado la tendencia de crecimiento de la producción del maracuyá a nivel departamental como oferta, es de 0.48 % anual.
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Cascara de fruta
La oferta de pectina particularmente en Cochabamba no está desarrollada y no existe alternativas de elección al consumidor, pretendemos crear una empresa donde se ofrecerá un producto de excelente calidad e innumerables utilidades tanto alimenticias como farmacéuticas.
Pretendemos entrar a un mercado nuevo, donde promocionaremos las ventajas que ofrece la pectina, esto debido a el desconocimiento y hasta desconfianza de los consumidores hacia el producto, que aunque tiene múltiples usos, ha sido relegado al consumo en industrias específicas, por lo cual será difícil de ingresar al mercado, pero de cierta forma favorecedora, ya que el mercado estaría en su etapa de iniciación, lo que sugiere que podemos ingresar a este tipo de mercado, donde por las ventajas que ofrece la pectina, además de ofrecer un producto industrializado y de alta calidad nos permitiría la consolidación de la empresa. 2.3 ANÁLISIS DE MERCADO
2.3.1 PRECIO
El precio del maracuyá, ha tenido una tendencia a incrementar desde un promedio inicial de 0,3 a 0.5 bs el kilo hasta un promedio de 0.8 a 1.2 bs. (Dependiendo de la calidad), debido a los cambios climáticos, la coyuntura socio-económica y la aceptación del producto en los últimos años.
Para esta determinación del precio tomamos datos de volumen de producción de las ventas realizadas para un año.
El maracuyá se destina básicamente a jugo cuando hablamos de industrializarlo, este jugo pasteurizado concentrado que origina un desecho compuesto de cáscara y semillas que representa un 70% del material saliente en el proceso en relación de la materia entrante. Es decir, por ejempló, de 100g de maracuyá que ingresa al proceso, 30g es jugo y 70g pertenecen al peso de cáscara y semillas. Con todos estos datos hemos determinado el precio de la pectina.
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Cascara de fruta
El precio que será fijado por descreme será de 30 bs/Kg, esto porque el mercado es nuevo y el producto brindará propiedades muy importantes a nuestros clientes, lo que permitirá que los precios sean accesibles, de alta calidad y que sea
competitivo con los otros (importados.). 2.3.2 PRODUCTO
Las pectinas a industrializar se aplicaran no solo en la industria alimentaria, sino también en la farmacéutica y cosmética, para la preparación de pastas y cremas gelificadas, como dispersante y en general para reducir la presencia de azúcar. El empleo de la pectina será como gelificante, la pectina a extraer de la cáscara del Maracuyá tiene que tener un grado de gelificación del 50 - 70%, este grado de gelificación lo podemos medir con análisis físico-químicos al producto obtenido. Se hace una relación de cuántos gramos de cáscara de Maracuyá se utilizó y cuántos gramos de pectina se obtuvo.
Mientras mayor sea el grado de gelificación que se va a obtener será mejor la gelificación
El producto se presentará en un envase plástico en polvo, ya que pasará por un proceso de secado y molido para su envasado, cada envase contendrá 0,5 Kg de pectina.
Los envases a utilizar serán herméticos, llevando en cada uno una etiqueta, como se muestra en la figura
Ilustración2 Etiqueta con el logotipo que llevará la empresa Maracupec, fuente propia
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2.3.3 PLAZA
Lugar geográfico y mercado objetivo
Nuestro mercado foco serán las industrias de alimentos y farmacéuticas de
Cochabamba que principalmente son consumidores potenciales, además como la pectina no es un producto de primera necesidad la venta se hará semestralmente a cada empresa.
Comercialización
La comercialización del producto se realizara con una visita a cada empresa para mostrar las utilidades y demostrando la calidad del producto.
Tabla 4 Comercialización del producto por provincias
ZONAS CENTRO DE ABASTO
COCHABAMBA-QUILLACOLLO PIL SRL QUIMBOL COCA COLA OTROS SACABA PEPSI Distribución
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Cascara de fruta
En un principio nuestro principal canal de distribución, será el siguiente:
PRODUCTOR CONSUMIDOR
Mediante contratos periódicos con las principales empresas, fábricas, y otros de la ciudad de Cochabamba, para la provisión de nuestros productos.
Posteriormente de acuerdo a estudios de marketing se abarcará otras empresas como de cosméticos, farmacéuticas y de limpieza dando a cada una con un trato personalizado.
De esta manera la distribución de nuestro producto llega a ser a través de canales directos y cortos
Margen de bruto de comercializacion= Pfinal-PProductoPfinal*100 %
Margen de bruto de comercializacion= 15 Bs.- 11 Bs.15 Bs.*100 = 26 %
Este margen es bastante pequeño de manera que nuestro fin sea la producción y no la ganancia en la comercialización del producto final.
2.3.4 PROMOCIÓN
Es difícil posicionarse y tomar participación en el mercado de pectina, sin embargo, al presentar al cliente un producto innovador de características peculiares, muchos decidirán su consumo, en las que se consideran su
presentación: agradable a la vista, por probar un producto nuevo o simplemente por curiosidad.
En este sentido nuestro plan de promoción irá orientado a una campaña de
información sobre las características del producto, además de ser muy útil y de un precio accesible.
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Comunicación o promoción
Semestralmente se imprimirán guías de consulta exponiendo las propiedades y beneficios que tiene el producto, haciendo hincapié en sus múltiples utilidades y serán entregadas a empresas, industrias y otros que puedan requerir de la pectina.
A todo esto se sumará la excelente calidad del producto y principalmente el trato personalizado y cordial que se tendrá a cada uno de nuestros clientes,
brindándoles facilidades de adquisición, resaltando nuestras políticas: “Los clientes deben ponerse en primer lugar, generando clientes satisfechos gracias a personas de excelencia que trabajan para triunfar”.
Aspectos de comercialización
Para la comercialización se hará un sistema de ventas donde habrá un grupo reducido de vendedores, obviamente el objetivo de este elemento consiste en la venta, distribución o comercialización directa de pectina
Las ventas se realizarán a través de dos y/o tres personas que se encargan de realizarlas, ofreciendo y distribuyendo los productos en las diferentes zonas de la ciudad a través, de los vehículos distribuidores, estas personas ofrecen y venden personalmente los productos a diferentes clientes, que en su mayoría son directos (canales de distribución) y estos a su vez venden a la población consumidora el producto ya terminado, por lo tanto los volúmenes de venta y los volúmenes de producción de la industria dependen de la capacidad neta del personal y de la capacidad de los vendedores de comercializar el producto en la ciudad.
Marketing.
Aunque un producto bueno se vende sólo, el hecho de no realizar campañas de publicidad en ningún medio, ni promociones, significa desconocimiento de la
existencia del producto por gran parte de las empresas potenciales de la ciudad de Cochabamba, además se suma la falta de imagen y de prestigio por ser un
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Cascara de fruta
producto nuevo en el mercado y una empresa nueva, viéndose resumido a un limitado grupo de consumidores que conocen el producto y que lo aceptan , por lo que es necesario un plan de marketing.
Para buscar las estrategias de marketing en nuestra empresa es necesario hacer un análisis de las debilidades y fortalezas de la empresa que se hará de manera interna, y también un análisis externo de oportunidades y amenazas que se detalla a continuación. 2.3.4.1 Análisis F.O.D.A Análisis interno Fortalezas • Predisposición al cambio • Flexibilidad en el volumen de producción • Reconocimiento del producto por su calidad
• Capacidad instalada • Innovación y mejora del producto constantemente • Control de calidad Debilidades • Costos de fabricación altos • Administración unipersonal • Estrategias de mercadotecnia • Costos de distribución • Control de ventas • Control de producción de los operativos • Falta de imagen y prestigio Análisis externo
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Cascara de fruta
Oportunidades • Desarrollo de proveedores. • Ingresar en nuevos segmentos de mercado. • Precios altos en competencia de otros productos. Amenazas • Economía baja en el departamento• Precio alto del producto • Crecimiento de
competencia
Para mejorar las fortalezas y reducir debilidades, se utilizarán estrategias de ataque y desarrollo hasta llegar al 30% del mercado los primeros tres años. Se elaborará un plan donde se visitará cada empresa, a manera de orientar al consumidor sobre los beneficios que ofrece la pectina y qué papel juega en el producto, a tiempo de ofertarlo.
Los primeros 3 años el plan de comunicación será constante, lo que se pretende es aumentar el mercado cada año hasta llegar al 30%, el primer año se abarcará el 10% del mercado en pectina ya que la mayor parte de la venta de pectina lo tienen los productos extranjeros y cuando un producto nuevo entra al mercado existe desconfianza por la falta de imagen del mismo; Lo que nos favorecerá es que entraremos al mercado siendo un producto novedoso y con ayuda de la publicidad a cada empresa se aumentará el segundo año hasta el 18%, para el tercer año se plantearán nuevas estrategias de marketing dependiendo a los gustos que estén en vigencia en esa temporada, hasta llegar al 30%.
Después del tercer año se harán estrategias defensivas para cuidar el mercado ofreciendo mejoras en el producto en la calidad, además de una atención preferencial al cliente.
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Cascara de fruta
2.4 PROYECCIÓN DE MERCADO
El presente proyecto empleará el método de series de tiempo debido a que el consumo de nuestro producto dependerá del crecimiento de la industria logrando de esta forma aumentar el consumo del producto.
La información se basa en los datos históricos de consumo de maracuyá.
El cálculo de crecimiento de la demanda de pectina se ve determinado básicamente por el crecimiento de las empresas que utilizan la pectina logrando de esta forma aumentar el consumo del producto.
La proyección de la demanda se realizo con los datos obtenidos del INE y también por otros estudios realizados.
2.4.1 DEMANDA
Estimación de las empresas que producen jugo de frutas: P= P0(1+r)n
P0 =Poblacion del año base 1997
r=Tasa de crecimiento del 3%
n=numero de periodos que trasciende desde P0
Tabla 5 Demanda de maracuyá
Año Población Total consumo de maracuyá en industrias [Ton/año] Total consumo de maracuyá para consumo fresco Total Demanda (Ton/año ) Total Demanda (Kg/año) rc Mercado local Exportación
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Cascara de fruta
[Ton/año] 1996 1631048 109 - 210 319 319000 5.113 1997 1679979.9 593 62 220 875 875000 1.92 1998 1730379 623 240 231 1094 1094000 1.582 1999 1782291 654 470 243 1367 1367000 1.304 2000 1835759 686 768 255 1709 1709000 1.074Fuente propia en base al INE y una “Encuesta agropecuaria del área tropical del departamento de Cochabamba”
Estimación de la demanda:
Dt=rc* Pt rC=Tasa de consumo percapita promedio 1.1954
Pt =Poblacion del periodo t Dt =demanda del año base
Tabla 6 Estimación de la demanda basada en el consumo de maracuyá
Año Población consumidora Total consumo de maracuyá en industrias [Tn/año] Total consumo maracuyá para consumo fresco [Ton/año] Total consumo (Ton/año) Total Demanda (Kg/año) Mercado local Exportación 2010 2328158 1117 1251 415 2783 2783000 2011 2080117 1173 1313.5 436 2486.5 2486500 2012 2567416 1232 1379 458 3069 3069000 2013 2695875 1294 1448 481 3223 3223000
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
2014 2830933 1358 1521 505 3384 3384000
2015 2971476 1426 1596 530 3552 3552000
Fuente propia en base al INE y una “Encuesta agropecuaria del área tropical del departamento de Cochabamba”
Como se tomo en cuenta los datos en base a la demanda de maracuyá, entonces asumimos que del total del consumo de maracuyá un 30% de las empresas consumirán el nuevo producto (Maracupec). Por lo tanto la demanda real de nuestro producto será:
Tabla 7 Proyección de la demanda de pectina
Año Demanda [Kg] 2010 2783000 2011 2486500 2012 3069000 2013 3223000 2014 3384000 2015 3552000 2.4.2 OFERTA
La instalación de la planta con capacidad de procesar 20 toneladas por año de cascara de maracuyá, cuyo volumen cubriría la demanda de pectina en las industrias que no tiene preferencia por otro producto, pero por el momento se iniciará con un volumen de producción de 7 ton año, por el primer año y luego se incrementara en un plazo de 5 años
Tabla 8 Proyección de campaña de marketing
2011 2012 2013 2014 2015 Volumen de Prod. [ton] 7 7 13.4 17 20 Características a realizar -Calidad exportación. Calidad exportación. - grado de esterificación - grado de esterificación - grado de esterificación
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
durante la campaña publicitara de ingreso al mercado - grado de esterificación - contenido de metoxilo - Viscosidad - aceptación del producto. - grado de esterificación - contenido de metoxilo - Viscosidad - aceptación del producto. - contenido de metoxilo - Viscosidad - contenido de metoxilo Elaboración propia. CAPÍTULO IIIABASTECIMIENTO DEL PROYECTO
3.1 DESCRIPCION DE LA MATERIA PRIMA, MATERIALES Y SUMINISTROS DE FÁBRICA
3.1.1 Descripción de la Materia prima Maracuyá
El maracuyá es una planta de origen tropical, conocida también como fruta de la pasión, se utiliza la variedad Pasiflora edulis flavicarpa que es la más cultivada, presenta un sabor dulce particular intenso y una acidez alta, muy apreciado en los países norteamericanos, europeos y asiáticos que demandan esta fruta con gran interés. Su jugo es ácido y aromático; se obtiene del arilo, tejido que rodea a la semilla, y es una excelente fuente de Vitamina C, Vitamina A, Potasio, Magnesio y
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
Ácido Fólico; así también la cáscara es rica en pectina y las semillas tienen alto contenido de aceite con gran valor nutritivo y fácilmente digerible.
Esta fruta es de vital importancia para muchos agricultores que a diferencia de otros productos agrícolas, el cultivo de maracuyá requiere una mínima inversión y tiene un rendimiento importante de producción.
Ilustración 3 Morfología del maracuyá
Al hablar de morfología de la maracuyá se menciona las partes del fruto que componen su estructura, como se puede observar en la Figura 3, donde el Exocarpio es la cáscara o corteza del fruto, que tiene una apariencia lisa y está recubierto de cera natural que le da brillo y el color varía desde el verde a amarillo canario cuando está maduro.
La siguiente capa es el Mesocarpio que es la parte blanda porosa y blanca
formada principalmente por pectina, tiene un grosor aproximadamente de 6 mm y por último la placenta que es
una especie de bolsa
compuesta de funículos que sostienen los arilos, éstos son los que contienen el jugo y envuelven a las semillas.
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
La pectina se deposita principalmente en la lámina media Ilustración 4 Mesocarpio
de las paredes celulares vegetales, es decir, en el Mesocarpio, siendo los tejidos mesenquimáticos y parenquimáticos particularmente ricos por sustancias pécticas, celulosa y hemicelulosa, las sustancias pécticas tienen la función de ser
estructurales; dando forma, confiriendo elasticidad o rigidez, protección, soporte además de ser agentes de hidratación, formando redes como se observa en la Figura 4. Constituyendo del 21 al 30% del peso seco de la pared celular primaria.
3.1.2 Ubicación Geográfica
La producción en Cochabamba de maracuyá se dio el 2010 en 1085 ton, teniendo un consumo muy alto por lo que se espera pueda aumentar en los siguientes años.
Brasil es el mayor productor de Maracuyá, mas su participación en el mercado mundial sólo representa el 10%, ya que destina al mercado interno gran parte de su producción, comercializando dentro del país el 70% como fruta fresca y el 30% restante como jugo y concentrado.
En la siguiente tabla se ve el porcentaje de producción de maracuyá en los principales países productores.
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
Ilustración 5 principales países productores de maracuyá
3.1.2.1 Distribución en Bolivia
En chapare existían en 1999 de 80 a 100 hectáreas plantadas de maracuyá, especialmente de la variedad Golden Star, en manos de pequeños agricultores con un promedio de 0.5 Ha cada uno, y distribuidos por toda la región, pero con alguna concentración en las regiones de la parte este.
La producción en Cochabamba de maracuyá se da en mayor porcentaje en el chapare alcanzando en 1999 a 700 ton, y el anterior año llegó a 1085 ton, por lo que se espera se presentará una sobre oferta que podría agravarse en años futuros. 3.1.3 Materiales e insumos Materiales: DESCRIPCION Etiquetas Envases herméticos
Etiquetas: la etiqueta es un método de información al consumidor sobre la
naturaleza, la cantidad, la forma de utilizar. El etiquetado también proporciona información sobre el valor de la pectina en la industria alimenticia y farmacéutica, además, debe figurar también el nombre y dirección del fabricante o la cadena para la cual se ha fabricado dicho producto.
La descripción del contenido (y cualquier ilustración) debe ser veraz, exacta y no engañosa (ésta es la esencia de gran parte de la legislación alimentaria y farmacéutica).
Envases herméticos: los envases donde se va a colocar la pectina molida tienen
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
Con un envase de plástico hermético que será cerrado al vacío, este proporcionará una mayor vida al producto, y se logrará que sea fácil de transportar ya que tendrá un tamaño requerido para el mercado.
Insumos
Agua desmineralizada Ácido cítrico
Hexametafosfato de sodio Etanol al 95% Agua para lavado
Agua desmineralizada
Utilizada para la generación de vapor, retirando todo el calcio y magnesio ,
dejando el agua libre de dureza esto es posible ya que no tiene cationes ni aniones,
Ácido cítrico
Sólido blanco, de fórmula C3H4OH(COOH)3, soluble en agua y ligeramente soluble en disolventes orgánicos, con un punto de fusión de 153 °C.
El ácido cítrico se encuentra en diferentes proporciones en plantas y animales, ya que es un producto intermedio del metabolismo prácticamente universal. En mayores cantidades se encuentra en el jugo de las frutas cítricas, de las que se obtiene por precipitación, añadiendo óxido de calcio.
La principal fuente de obtención comercial del ácido es la fermentación del azúcar por la acción del hongo Aspergillus niger. Se emplea como aditivo en bebidas y alimentos para darles un agradable sabor ácido. También se utiliza en fármacos, para elaborar papel cianotipo, en imprenta textil y como agente abrillantador de metales
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
De fórmula C2H5OH, es un líquido transparente e incoloro, con sabor a quemado y un olor agradable característico, tiene un punto de fusión de -114,1°C, un punto de ebullición de 78,5°C y una densidad relativa de 0,789 a 20 º
Es el alcohol que se encuentra en bebidas como la cerveza, el vino y el brandy. Debido a su bajo punto de congelación, ha sido empleado como fluido en termómetros para medir temperaturas inferiores al punto de congelación del mercurio, -40 °C, y como anticongelante en radiadores de automóviles.
Normalmente el etanol se concentra por destilación de disoluciones diluidas. El de uso comercial contiene un 95% en volumen de etanol y un 5% de agua.
3.1.4 Suministros de Fábrica
Energía eléctrica Combustible Gas licuado
Energía eléctrica
Se denomina energía eléctrica a la forma de energía que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos.
La energía eléctrica se manifiesta como corriente eléctrica, es decir, como el movimiento de cargas eléctricas negativas, o electrones, a través de un cable conductor metálico como consecuencia de la diferencia de potencial que un generador esté aplicando en sus extremos, por ejemplo, cuando la energía eléctrica llega a una enceradora, se convierte en energía mecánica, calórica y en algunos casos luminosa, gracias al motor eléctrico y a las distintas piezas mecánicas del aparato.
Combustible
Es cualquier material capaz de liberar energía cuando se quema, y luego cambiar o transformar su estructura química. Supone la liberación de una energía de su forma potencial a una forma utilizable.
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
Gas licuado
El gas licuado del petróleo (GLP) es la mezcla de gases condensables presentes en gas natural o disueltos en petróleo. Los componentes del GLP, aunque a temperatura y presión ambientales son gases, son fáciles de condensar, de ahí su nombre. En la práctica, se puede decir que los GLP son una mezcla de propano y butano.
3.2 DESCRIPCION DE FUENTES
Tabla 9 Descripción de fuentes de aprovisionamiento
Ítem
cáscaras de maracuyá Distribuidores – TAMPICO – DEL TRÒPICO – DEL VALLE
– PIL
Etiquetas Imprentas - Imprenta sagitario :cobro de 1Bs
por pieza con diseño a colores entrega en 2 días según la cantidad requerida
- Flexo Print S.R.L: por pieza 1.2 por pieza hecho de material orgánico entrega en 2 días según la cantidad requerida.
Envases herméticos Mercado Cada envase hecho de plástico con cerrado hermético, con tapas de colores rojo, verde y azul.
Agua desmineralizada abastos de productos químicos
– LUSAC – AVENDROT – TELCHI
Ácido cítrico abastos de
productos químicos – LUSAC – AVENDROT – TELCHI Hexametafosfato de sodio abastos de productos químicos – LUSAC – AVENDROT – TELCHI Etanol al 95% abastos de productos químicos – LUSAC – AVENDROT – TELCHI
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
energía eléctrica Elfec – Elfec
combustible Surtidor – La Joya
gas licuado Mercado
-3.3 REQUERIMIENTOS DEL PROYECTO 3.3.1 Maracuyá
3.3.1.1 Morfología de la maracuyá
Al hablar de morfología de la maracuyá se menciona las partes del fruto que componen su estructura, donde el Exocarpio es la cáscara o corteza del fruto, que tiene una apariencia lisa y está recubierto de cera natural que le da brillo y el color varía desde el verde a amarillo canario cuando está maduro.
La siguiente capa es el Mesocarpio que es la parte blanda porosa y blanca formada principalmente por pectina, tiene un grosor aproximadamente de 6 mm y por último la placenta que es una especie de bolsa compuesta de funículos que sostienen los arilos, éstos son los que contienen el jugo y envuelven a las semillas.
La pectina se deposita principalmente en la lámina media de las paredes celulares vegetales, es decir, en el Mesocarpio, siendo los tejidos mesenquimáticos y parenquimáticos particularmente ricos por sustancias pécticas, celulosa y hemicelulosa, las sustancias pécticas tienen la función de ser estructurales; dando forma, confiriendo elasticidad o rigidez, protección, soporte además
de ser agentes de hidratación, constituyendo del 21 al 30% del peso seco de la pared celular primaria.
3.3.1.2 Composición química
El fruto de la maracuyá está compuesto por agua que es el constituyente principal de frutas y hortalizas, se encuentra en dilución formando parte de soluciones con minerales o agua ligada presente en la membrana del citoplasma y núcleo, y agua
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
de constitución, que está directamente ligada a los componentes de las moléculas químicas y la cuál es difícil de remover.
Por otro lado, están los carbohidratos totales (Glucósidos y azúcares) que son la suma de azúcares sencillos, polisacáridos (almidón, celulosa y hemicelulosa), y sustancias pécticas.
Dentro de las sustancias pécticas, se tiene a la pectina, un polisacárido coloidal y complejo que forma parte de la estructura de las frutas como se explicó anteriormente.
3.3.1.3 Cascara de maracuyá
Cerca del 60-70% del peso total de la fruta está representado por la cáscara y las
semillas. Estos residuos pueden ser aprovechados industrialmente, teniendo en cuenta el alto contenido de pectina de la cáscara y de aceite en las semillas.
El contenido de pectina de la corteza es de alrededor del 2%; el rendimiento de extracción de pectina es alto y el nivel de metoxilos es suficiente para su aplicación en la producción alimenticia o farmacéutica.
Preferentemente, la fruta a utilizarse debe ser sana, la madurez debe ser intermedia, la corteza no debe presentar magulladuras y partes en estado de descomposición; esto permite tener un buen rendimiento y buena calidad de pectina.
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
Ilustración 6 Estados de madurez del maracuyá
3.4 SELECCIÓN DE FUENTES DE APROVICIONAMIENTO
Ítem
cáscaras de maracuyá Mercado – Del trópico y Tampico
Etiquetas Imprentas
- Imprenta sagitario :cobro de 1Bs por pieza con diseño a colores
entrega en 2 días según la cantidad requerida Envases herméticos Mercado
Cada envase hecho de plástico con cerrado hermético, con tapa
color verde Agua desmineralizada abastos de productos químicos – AVENDROT Ácido cítrico abastos de productos químicos – LUSAC Hexametafosfato de sodio abastos de productos químicos – LUSAC
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
productos químicos
energía eléctrica Elfec – Elfec
combustible surtidor – La joya
gas licuado mercado
3.5 PROGRAMA DE ABASTECIMIENTO
Tabla 10 Programa de abastecimiento en seis años
ITEM unidad 2011 2012 2013 2014 201 5 201 6 volumen de producción Kg. Kg 517.4 517.4 1051 1301 1568 1568 Materia prima Cáscara de maracuyá Kg. 6602 6602 13404 16605 20006 20006 Materiales Etiquetas Pieza 2000 2000 3000 3000 3500 3500 Envases herméticos Metros 2000 2000 3000 3000 3500 3500 Insumos Agua desmineralizada m3 567 567 1151 1426 1718 1718 Ácido cítrico Kg 7 7 15 18 22 22 Hexametafosfato de sodio Kg. 17 17 34 42 51 51 Etanol al 95% L. 680 680 1382 1711.5 2062 2062 Suministros de fábrica Energía eléctrica KWH 49500 49500 10050 12450 150000 150000
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
0 0
Combustible L. 3300 3300 6700 8300 10000 10000
Gas licuado Garrafa 83 83 168 208 250 250
Agua potable M3 413 413 838 1038 1250 1250
3.6 COSTOS DE ABASTECIMIENTO
Tabla 11. Requerimientos para procesar 80 Kg. de materia prima
CANTIDAD UNIDAD ITEM
Costo Unitario Bs Costo total en Bs. Costo total en $us Materia prima 80 Kg. Cascara de maracuyá 0.12 10 1 materiales 4 Pieza Etiquetas 1 4 1
4 Pieza envases herméticos
plásticos 2 8 3 Insumos 145 L Agua desmineralizada 2.25 326 47 0.0883 Kg Ácido cítrico 250 22 3 0.204 Kg. Hexametafosfato de sodio 250 51 7.3 8.24 L. Etanol al 95% 9 74 11 Suministros de fábrica 600 KWH Energía eléctrica 1.5 900 129 40 L. Combustible 3.7 148 21
1 Garrafa Gas licuado 23.5 23.5 3
5 M3 Agua potable 1.5 7.5 1
Total 1574 227
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
Total 1596 251
Tabla 12 .costo de materia prima para el 100% de capacidad de planta
CANT UNIDAD DESCRIPCION COSTO UNI (BS/KG) CANTIDAD EN KG COSTO TOTAL (BS) COSTO TOTAL ($US) 1 FRUTA MARACUYA 4 30778 113089.6 16156 1 RESIDUO RESIDUOS DE MARACUYA (CÁSCARA Y PEPAS) 0.2 25008 5002 715
1 PIEZA CASCARA DE MARACUYA 0.12 20006 2401 343
3 JORNALERO TRASTLADO Y MANIPULEO DE CASCARA DE MARACUYA 8 48000 6857 TOTAL 1568 Kg. 50401 7200
Tabla 13. Costo total de materia prima por año (Expresado en $u$) Costo total 2011 2012 2013 2014 2015 2016 volumen de producción 33% 33% 67% 83% 100% 100% volumen de producción Kg. 6602 6602 13404 16605 20006 20006 Costo total de materia prima insumos materiales y servicios ($u$) 21078 21078 42796 53016 63874 63874 CAPÍTULO IV 80 Kg. de cáscara de maracuyá 6.27 g de producto (pectina) 20006 Kg. 1568 Kg. De producto (producción al 100%)
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
ESTUDIO TÉCNICO
4.1 UBICACIÓN Y EMPLAZAMIENTO DE LA PLANTA
4.1.1 Localización
El objetivo del análisis de localización del proyecto se basa en la necesidad de maximizar las utilidades o minimizar los costos unitarios, mediante un análisis de variables consideradas como factores de localización.
El análisis de la localización del proyecto, identifica el lugar cuyos servicios y condiciones satisfacen óptimamente los requisitos de la planta de procesamiento, y en el que los beneficios netos generados por el proyecto, serán mayores que en cualquier sitio alternativo.
La elección de la localización apropiada se realiza a dos niveles: ➢ Macro localización
➢ Micro localización 4.1.2 Ubicación
La selección a este nivel se refiere a la elección de una región o zona de amplitud geográfica considerable, en la cual se evalúa criterios de tipo económico y social, de acuerdo con las características el proyecto.
En el análisis, por su ubicación geográfica cercana tanto a los mercados objetivos, como a la zona de producción es en chapare, colcapirhua, Quillacollo, cercado y sacaba.
La macro localización estará definida entre las provincias de Cochabamba-Quillacollo por el kilometro 9 a 12 de la avenida Blanco Galindo y en el Chapare en la zona este.
4.1.3 Emplazamiento
Por la complejidad del análisis de localización por el método de factores se ha dividido en dos partes:
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
➢ Análisis por factores cualitativos ➢ Análisis por factores cuantitativos
4.1.3.1 Factores cualitativos no cuantificados
De acuerdo al método cualitativo existen numerosos factores cualitativos que pueden influir en la decisión de la localización que puede hacer inviable el proyecto, como pueden existir ciertos factores que no afecten en lo más mínimo a la optimización de los recursos utilizados. Entre los principales factores de localización se pueden identificar ocho, los cuales se detallan a continuación:
4.1.3.1.1 Disponibilidad de materia prima
Prácticamente el factor más importante y de mayor incidencia para la localización, pero sin significar una limitación para el proyecto. Debe considerarse una ubicación de la planta que tenga un acceso a los puntos de producción de maracuyá o también cerca a empresas que produzcan jugos de maracuyá para recepcionar la cascara de cada empresa, puesto que constituyen la materia prima vital para el proyecto.
4.1.3.1.2 Existencia de mano de obra
Es otro factor importante que determinará la localización del proyecto. La ubicación de la fábrica tendrá en sus proximidades gente sin ser experta en la materia, tiene alguna experiencia en el trabajo con productos alimenticios y/o farmacéuticos.
4.1.3.1.3 Accesibilidad
Debe considerarse un eficiente y rápido acceso tanto de los proveedores de materia prima a la fábrica, como de la fábrica a las empresas que se comercializarán el producto, para de estar manera permitir una adecuada distribución al mercado objetivo y al mismo tiempo disminuir costos de transporte.
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
4.1.3.1.4 Disponibilidad de terreno
La disponibilidad de terreno en estas zonas si no es abundante es aceptable, ya que existe gran cantidad de terrenos en venta, pero la zona está poblada, variando el costo del mismo no muy significativamente.
4.1.3.1.5 Clima
Se concluye que existe una acentuada diferencia entre las temperaturas de ambos lugares, siendo las temperaturas de 32 ºC máx. Y 0ºC mín. en un año en la provincia de Cochabamba- Quillacollo, al contrario que en Chapare el clima es más cálido y existe una mayor humedad.
4.1.3.1.6 Energía eléctrica
Las regiones analizadas como probables localizaciones cuentan con energía eléctrica, por tanto no existirá ningún tipo de inconvenientes con la electrificación de la planta.
4.1.3.1.7 Agua
La zona de ubicación del proyecto, debe contar con la infraestructura básica que permita calificarlas como factible para la instalación de la planta, haciendo imprescindible el suministro de agua.
Sobre la base de los anteriores factores cualitativos, se procesará a efectuar el análisis para tres lugares posibles, donde podrá ser instalada la planta.
La metodología que seguiremos para la localización está basada en el método cualitativo por puntos, se efectúa el análisis para determinar en cuál de estas zonas se procederá a instalar la planta. El peso asignado a cada uno de los factores está en relación directa con las necesidades más importantes para que el proyecto marche sin dificultades, dicho peso está dentro de la escala de 1 a 100 % sumando el total de los pesos un 100%. La calificación de cada zona fue evaluada basándose en cada factor, en una escala de 1 a 10, donde 1 es la calificación pésima y 10 es una calificación excelente. La ponderación de cada zona es el producto de la calificación por el peso de cada factor respectivo. El mayor valor,
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
resultado de la suma de las columnas ponderadas revelará el lugar apropiado para la localizar el proyecto. Los resultados de la evaluación se pueden ver en el cuadro siguiente:
Tabla 14 Evaluación de factores Cualitativos Macro localización
Factores cualitativos Peso % CBBA-QUILLA CHAPARE
Calif. Pond. Calif. Pond.
Disponibilidad de materia prima 20 7 1.4 9 1.8
Existencia M.O. 25 9 1.8 6 1.5 Accesibilidad 15 8 1.2 6 0.9 Disponibilidad de terreno 15 8 1.2 9 1.35 Clima 5 7 0.35 4 0.02 Energía eléctrica 10 10 1 10 1 Agua 10 10 1 7 0.7 Total general 100% 59 7.95 44 7.27
Fuente: Elaboración Propia
Se puede concluir sobre los datos calculados en el cuadro anterior que la zona que presenta mejores cualidades para la instalación de la planta es la provincia de Cochabamba – Quillacollo.
4.1.3.2 Factores cuantitativos o cuantificables
En la zona comprendida entre Cochabamba – Quillacollo específicamente hablando de la Av. Blanco Galindo vía de comunicación terrestre existen diferentes zonas en las cuales podríamos ubicar la planta como ser.
En el municipio de Colcapirhua, en el municipio de Quillacollo mismo.
Lugares en los cuales debemos considerar el costo del terreno, el costo del transporte, instalación de la planta y equipamiento.
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
Los cuales detallamos a continuación:
Tabla 15 Evaluación de factores Cualitativos Micro localización
Factores cualitativos Peso %
COLCAPIRHUA QUILLACOLLO
Calif. Pond. Calif. Pond.
Costo del terreno 15 8 1.2 7 1.05
Costo de maquinaria 30 9 2.7 6 1.8
Costo de transporte 30 7 2.1 8 2.4
Costo del personal 15 6 0.9 8 1.2
Costo de publicidad 10 3 0.3 2 0.2
Total general 100% 63 7.2 53 6.65
Fuente: Elaboración propia
Concluimos que el lugar estratégico para la localización de la planta procesadora de pectina por las diversas ventajas que presenta para la misma planta se encuentra en el departamento de Cochabamba, y el emplazamiento en la localidad de Colcapirhua, zona con bastantes vías de comunicación, cercana a otras fábricas (mercado objetivo).
4.2 TAMAÑO DEL PROYECTO
4.2.1 Tamaño de planta
La planta con un 100% de capacidad producirá 1568 kg de pectina entrando 20 ton de cascará de maracuyá al año con un rendimiento de 7.8%
4.2.2 Programa de ventas
Año 2011 2012 2013 2014 20154
Programa de ventas 33% 33% 67% 83% 100%
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
Se puede apreciar que el primer año se trabaja a un treinta por ciento de la capacidad instalada, esto principalmente ya que se deberá trabajar en la difusión de las cualidades del producto, y con promoción se podrá ir aumentando la producción hasta llegar al volumen del 100% de la planta.
CAPÍTULO V
INGENIERÍA DEL PROYECTO
5.1 Introducción
La extracción de pectina de frutos, principalmente cítricos, mediante hidrólisis ácida es el principal y más utilizado procedimiento industrial de obtención de ésta, a pesar que en los últimos años se están realizando estudios de extracción de pectina por métodos enzimáticos y microbiológicos.
La hidrólisis ácida puede ser inducida por varias alternativas, después de realizar un análisis técnico - económico se opta por utilizar ácido cítrico en el proceso.
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
Los procesos esenciales para producir pectina de calidad, son: control de calidad de la materia prima, hidrólisis ácida, evaporación, secado y molienda.
Con el proceso desarrollado, hidrólisis ácida, se logra obtener una pectina que cumple con los requerimientos de mercado, esto es: porcentaje de metoxilos, grado de gelificación, peso equivalente y porcentaje de ácido galacturónico; el proceso presenta un buen rendimiento económico, lo cual hace que sea una alternativa para los agricultores de cítricos hacia quienes está enfocado este proyecto.
El rendimiento de pectina de varios frutos, se muestra en el siguiente cuadro: Tabla 16 Rendimiento de pectina de varios frutos
FRUTO % Pectina Toronja 9,24 Naranja agria 9,99 Maracuyá amarillo 5,38 Maracuyá rojo 5,18 Limón mandarina 4,07
El parámetro químico más importante es el grado de esterificación (M.), es decir, el número de funciones carboxilo esterificadas por 100 grupos galacturónicos; esto permite distinguir dos grupos de pectinas:
• pectinas fuertemente metiladas (H.M. > 55 %); • pectinas débilmente metiladas (L.M. < 45 %).
Las pectinas con alto metóxilo (HM) pueden encontrarse en el mercado de tres tipos:
Tabla 17 porcentajes de esterificación de la pectina Gelificación de la pectina Porcentaje esterificación Lenta 60 - 67 Mediana 68 - 70
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
Rápida 71 - 76
Estas pectinas de alto metoxilo se caracterizan por un diferente comportamiento respecto a la gelificación, entendiéndose por gelificación el inicio de la formación del gel que aparece cuando una vez completada la cocción, la masa se enfría y alcanza la temperatura crítica de gelificación. Esta temperatura es característica de cada pectina. (Ver anexo 1)
5.2 Descripción del proceso
La Pectina es una sustancia de origen vegetal, presente en las plantas, principalmente en sus frutos, su característica principal es ser un gelificante natural. El método más conocido para obtener pectina es la hidrólisis ácida, el cual consiste en someter a las cáscaras a una cocción en medio ácido, posterior filtración y purificación, con lo cual se logra separar la pectina presente del resto de compuestos de las cáscaras, para luego secarla y molerla hasta tener un fino polvo listo para comercializarlo.
Actualmente se conocen varios métodos de obtención de pectina, a escala industrial el más utilizado es la hidrólisis ácida. Por esta razón se prueba este método con algunas modificaciones hasta obtener un proceso sencillo y acorde a nuestro medio, así se trabaja utilizando varios ácidos como el sulfúrico, tartárico y cítrico, sin embargo el ácido cítrico el más conveniente por varios factores, incluyendo el económico.
El proceso de obtención de pectina, consta de las siguientes etapas:
Preparación de la materia prima
La materia prima será recibida en sacos de 20 Kg, la cual será pesada y llevada a la cinta de selección, donde se eliminará la cáscara no apta para el proceso Preferentemente, la fruta a utilizarse debe ser sana, la madurez debe ser intermedia, la corteza no debe presentar magulladuras y partes en estado de descomposición; esto permite tener un buen rendimiento y buena calidad de pectina.
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
Inactivación ácida
Se realiza el lavado de la cáscara (balsa de lavado); Ya lavada, será dirigida a una picadora de alimentos. La cáscara picada será dirigida a la máquina de cocción continua; el agua utilizada será cuatro veces el peso de la materia prima, a 60 65°C, durante 5 á 10 minutos, para eliminar sustancias solubles en agua caliente, las cuales perjudican sus características organolépticas, es decir, puede la pectina adquirir mal sabor y olor, este proceso nos permite controlar la proliferación de microorganismos que pueden degradar la materia prima.
Hidrólisis ácida
Ya teniendo la cascara tratada, ésta será trasladada con la ayuda de un elevador a un tanque, en el cual se añadirá agua a una relación 1:3 (cáscara: agua) y agitación constante de 400 rpm; la mezcla deberá alcanzar una temperatura de 50°C; la solución adicionada debe tener una concentración 0.0045 M de ácido cítrico y con 2,5% de hexametafos fato de sodio. Se mantendrá por 10 min, con constante agitación. Luego, la mezcla se hará pasar por un filtro monoplaca, con la intención de evitar el paso de la cáscara.
Proceso en que la protopectina (insoluble en agua) presente en la materia prima se transforma en pectina (soluble en agua), que luego es fácilmente separada del resto de componentes insolubles de la materia prima (celulosa especialmente). Es importante mencionar que para realizar la hidrólisis ácida se utiliza agua desmineralizada, con el propósito de eliminar especialmente los iones calcio, los cuales tienen un efecto negativo en el rendimiento del proceso.
Filtración
El líquido filtrado será bombeado a la centrifugadora (3000rpm).
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
Saliendo de la centrifugadora, será enfriado a 4°C. Posteriormente, se bombeará a un tanque para poder realizar la precipitación.
Precipitación
Se precipitará la solución fría con alcohol a 96°GL a una relación 1/0.96 de volumen; esta precipitación tendrá una duración de una hora.
Filtración
Una vez que haya pasado el tiempo de precipitación, la pectina será bombeada a un filtro prensa. Una vez filtrada la pectina, se podrá recuperarla de las placas del filtro
Secado
Serán colocadas en bandejas para ser secada a 45°C por 12 horas o hasta que el peso sea constante. La pectina seca será removida de las bandejas y molida. Para esta operación se utiliza un secador de bandejas y se trabaja en condiciones de vacío.
Molienda
La pectina seca es sometida a un proceso de molienda, que se realiza en un molino de bolas hasta pulverización total, para tener un producto semejante al importado.
Las operaciones de secado y molienda, antes descritos, se los debe realizar en forma continua y envasarlos lo más rápidamente posible, en recipientes herméticamente sellados, para así evitar la oxidación y humedecimiento de la pectina, ya que ésta es fácilmente oxidada y altamente higroscópica, o sea, adquiere humedad del medio ambiente de forma casi inmediata.
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
Fuente: Elaboración propia
5.3.1 Determinacion del tamaño del lote
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
Tamaño del lote= tamaño de planta# de lotes a procesar por año
# de lotes a procesar por año=dias laborales anualesduracion de un lote en dias
# de lotes a procesar por año=250 dias1 dia=250 lotes
Obtención de pectina a partir de
Cascara de fruta
5.3.2 Diagrama del proceso (ver anexo 2)
TEXTO MOSTRADO DESCRIPCIÓN/ EQUIPAMIENTO TEXTO DESCRIPCIÓN/ EQUIPAMIENTO
E-1 CINTA DE SELECCIÓN E-19 MOLINO DE MUELAS
E-10 CENTRIFUGA E-2 BALSA DE LAVADO
E-11 TERMO TANQUE E-20 EQUIPO DE DESTILACIÓN
E-12 TANQUE DE PRECIPITACIÓN E-3 ELEVADOR DE LA BALSA
E-13 TANQUE DE ALCOHOL E-4 PICADORA DE ALIMENTOS
E-14 BOMBA DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO E-5 ELEVADOR
