SEGUNDO EXAMEN DISEÑO DE PLANTAS AGROINDUSTRIALES Nombres: Gutierrez Zarate Sira Solia CUI: 20071555 PREGUNTA 1 1.-La demanda del mercado y los costos de producción e inversión para los diferentes tamaños son los que se indican a continuación Mercado Año Demanda (miles TM) 0 9 1 19 2 30 3 38 4 50 5 58 6 71 7 80 8 90 9 101 10 112 - - COSTOS DE PRODUCCIÓN E INVERSIÓN Capacidad (miles/TM) CF CV Inversió n 30 9 40 30 48 11 58 80 70 14 78 128 90 20 100 143
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El porcentaje de equilibrio se da a 0.02% aproximadamente.
Entonces este es el porcentaje que representa de la capacidad total de producción
Entonces al darse un punto de equilibrio en 0.02%, la capacidad mínima producida es de 18 TM .
PREGUNTA 22. -Se plantea establecer una planta de Obtención de Almidón de Papa en Pampacolca, a nivel de planta Piloto, por lo que el equipo limitante será el secador tipo túnel (500 Kg. capacidad de carga).
El proceso se inicia con la recepción de materia prima y su control de peso. A continuación, se lavan con agua fría a fin de eliminar la tierra y arena. El pelado se efectúa en peladores abrasivos y luego se efectúa la molienda húmeda, mediante la acción combinada de agua y bisulfito de sodio al 0.3% (p/V). El volumen de agua utilizado es de 5:1 con respecto al peso de la materia prima. El equipo que se utiliza es un molino de martillos.
El producto resultante de la molienda se mezcla con una solución de anhídridos sulfurosos (SO2), en una proporción de ½ lb. De SO2 por TM de almidón presente.
El lavado del almidón se realiza por una combinación de sedimentación , y cambio de agua. Se recepciona el almidón purificado de más o menos 50% de humedad. El secado se realiza en un secador tipo túnel con flujo de aire caliente de 45-50°C. Se interrumpe el proceso cuando la humedad alcanzada sea de 15%.
Con el propósito de obtener un producto más homogéneo se muele el producto resultante del secado en un molino de discos.
El almidón se envasa en bolsas de papel multipliego tipo Kraft con una capacidad de 50 kg.
Consideraciones: Mermas por selección y pelado = 25%. Tiempo de secado = 5 hr. Rendimiento papa: almidón = 17% Humedad inicial de la papa = 75%
Se pide: Elaborar el diagrama de flujo del proceso Indicar el programa de producción anual y diario, se plantea laborar
150 días al año y dos turnos Indicar la capacidad de producción Sugerir personal de planta Requerimiento de materia prima e insumos Relación de maquinaria y equipo Plano de ubicación de la maquinaria y equipo y de las zonas y áreas de
la planta.
SELECCIÓN DE MAQUINARIA Y EQUIPO
PROBLEMA
En la Provincia de Castilla (Pampacolca) departamento de Arequipa se ha previsto establecer una planta piloto de Obtención de Almidón de Papa.
El equipo limitante es el secador tipo túnel cuya capacidad de carga es de 500 kg.
El proceso se inicia con al recepción de materia prima y su control de peso. A continuación, se lava con agua fría a fin de eliminar la tierra y arena. El pelado se efectúa en peladoras abrasivas y luego se efectúa la molienda húmeda, mediante la acción combinada de agua y bisulfito de sodio al = 0.3 % (p/V). El volumen de agua utilizado es de 1% con respecto al peso de la materia prima. El equipo que se utiliza es un molino de martillos.
El producto resultante de la molienda se mezcla con una solución de anhídrido sulfuroso (SO2), en una proporción de ½ lb de SO2 por TM de almidón presente.
El lavado del almidón se realiza por una combinación de sedimentación, y cambio de agua. Se recepciona el almidón purificado de más o menos 50% de humedad. El secado se realiza en un secador tipo túnel con flujo de aire caliente a 45 – 50º C. se interrumpe el proceso cuando la humedad alcanzada sea de 15%.
Con el propósito de obtener un producto más homogéneo se muele el producto resultante del secado en un molino de discos.
El almidón se envasa en bolsas de papel multipliego tipo Kraft con una capacidad de 50 kg.
Consideraciones :
Mermas por selección y pelado = 25% Tiempo de Secado = 5 hrs Rendimiento papa : almidón = 17% Humedad inicial de la papa = 75%
Se pide:
Elaborar el flujo cualitativo y cuantitativo para cada uno de los productos.
Elaborar el flujo de operaciones del proceso. Obtener rendimiento del proceso. Indicar la capacidad de producción. Elaborar el programa de producción para 10 años. Teniendo en
cuenta que se elaboran 150 días al año en dos turnos. Hacer una lista de maquinaria y equipo recomendado, indicando sus
características. Hacer la distribución de la planta indicando las diferentes secciones,
haciendo uso de la tabla relacional. Indicar el recorrido que tendrá el proceso dentro de la planta.
SOLUCIÓN
DIAGRAMAS DE FLUJO
Diagrama Cuantitativo de Almidón de papa
Diagrama Cualitativo de Almidón de papa
Recepción materia prima
Pesado
Lavado
Selección y clasificación
Secado
Pelado
Molienda
Envasado
Mezclado
Almacenado
Secado
Molienda
Lavado
100 %
90 %
94 %
94 %
75 %
75 %
10 %
.
15 %
Recepción materia prima
Pesado
agua y bisulfito agua = 1% del peso
de sodio al 0.3 % de la materia prima
con anhídrido sulfuroso
50 % de humedad
Tiempo = 5 horas 40 a 50 ºC
Humedad de 15 %
Bolsas de 50 kg
Diagrama de operaciones del proceso
MATERIA PRIMA
Recepción
A la balanza
Pesado
Lavado
Selección y clasificación
Secado
Pelado
Molienda
Envasado
Mezclado
Almacenado
Secado
Molienda
Lavado
A la mesa de selección
Selección y clasificación
A las tinas de lavado
Lavado
Secado
A la peladora abrasiva
Pelado
Molienda Humeda
A la mezcladora
Mezcla
Al tanque de lavado del almidón
Lavado del almidón
Al tanque de recepción de almidón
Recepción almidón
Al tunel de secado
Secado
Al molino de discos
Molido
Al sector de etiquetado y envasado
Etiquetado
Envasado
Almacenado
Rendimiento del proceso
Sabiendo que el equipo limitante en la planta es el secador tipo túnel el cual tiene un capacidad de 500 Kg.El tiempo de secado del almidón es de 5 horas.Teniendo en cuenta que se elaboran 150 días al año en dos turnos, lo cual corresponde a 16 horas de producción al día, entonces:
Si 500 kg producimos de almidón cada 5 horas, y sabiendo que tenemos 16 horas de producción, entonces al día se producirán 1500 kg de almidón de papa en la planta.
Producción de almidón = 1500 kg/día
Sabemos que se trabaja 150 días al año :
produccion .de .almidón=1500 kg .1día
x 150días1año
produccion .de .almidón=225000 kg /año
Entonces la producción de almidón anual que se producirá en la planta será de 225000 kg
El rendimiento de almidón en la materia prima es de 17 %
Como producimos 225000 kg de almidón al año , entonces :
225000 kg. --------- 17 %X kg. -------- 100 %
X = 1323529.41 kg de papa parala producción anual.
1323.53 toneladas de papa anuales.
Ahora sabemos que el almidón antes de ingresar al túnel secado se encuentra con una humedad de 50 %, el cual tiene que bajar hasta un 15 %, entonces se perderá 35 % de humedad :
35100
x225000 kg=78750 kg .
Entonces : 225000 kg. – 78750 kg. = 146250 kg. de almidón
Se tendrá 146250 kg. de almidón al 15 % de Humedad.
Rendimiento será :
1462501323529 . 41
x 100=11. 05 %.
El rendimiento en el proceso será de 11.05 %
PROGRAMA DE PRODUCCIÓN PARA 10 AÑOS.
Consideramos que la planta de producción de almidón no trabajara a un 100 % de su capacidad los primeros años. Suponemos que la fabrica trabajara a un 60 % de su capacidad, incrementando su producción un 10 % cada año, entonces tendremos lo siguiente:
Para el primer año ( 2008 ) tendremos una producción de 146250 kgPara el segundo año tendremos un incremento del 10 % en la producción :
DISEÑO DE LA PLANTA DE PRODUCCIÓN DE ALMIDÓN DE PAPA Area verde
Almacen del producto terminado Estacionamiento
Almacén de laMateria Prima Servicios area de Higienicos vestuario del personal
envasado del del producto
Areas administrativas Productos envasados Almacen de la y etiquetados Insumos
115 m
Molienda Área de análisisFisicoquímicos
Túnel de secado Área de pesado, selección y clasificación Área de control
peladode calidad
lavado
120 m
PREGUNTA N ° 3:
En el valle de Vitor (Arequipa) se ha previsto establecer una Planta de deshidratado de
ajos y cebollas.
El Equipo limitante es el secador tipio túnel cuya capacidad de carga es 500Kgs.
El proceso de secado de los ajos implica en primer lugar una limpieza y selección del
producto, eliminación de la cáscara y separación de los diente. Para facilitar el proceso
de deshidratación se puede reducir el tamaño del producto. La temperatura de secado es
de 60 ° C y el tiempo aproximado es de 8 horas. A continuación es sometido a un
proceso de molienda, tamizado y envasado.
El secado de las cebollas conlleva a la ejecución de operaciones previas para la
adecuación del producto. Luego de recepcionadas y pesadas, se procede a la limpieza y
lavado por rociado. Una selección posterior permitirá una óptima calidad del producto
final, se desechara aquellos que presenten magulladuras, faltas de textura, defectos de
color, olor, etc. Luego se les pela y corta ya sea en cubitos, tiras o tajadas.
El secado se efectúa a una temperatura de 60 - 65 ° C por espacio de 5 hr. El producto
una vez deshidratado es molido, tamizado y envasado.
Ambos productos se envasan en bolsas de polietileno de alta densidad de 50 kg. de
capacidad.
Consideraciones:
Contenido inicial de humedad de los ajos = 62%
Contenido de humedad, cebolla = 88%
Contenido final de humedad para la cebolla = 4 %
Contenido final de humedad para los ajos = 6.5 %
Perdidas por selección, pelado y cortado de las cebollas = 13 %
Perdidas por tratamientos previos al secado de ajos = 10%
Perdidas por molienda y tamizado de ajos = 8%
Perdidas por molienda y tamizado de cebollas = 26%
Cantidad de pabilo por bolsa = 0.6 gr.
1 cono de pabilo = 200gr.
Se pide:
Elaborar el flujo de operaciones del proceso para cada uno de los productos
Obtener los rendimientos del proceso
Indicar la capacidad de producción
Elaborar el programa de producción para 10 años. Teniendo en cuenta que se
laboraran 150 días para cebollas y 150 días para ajos. Asumir que para cada caso de
ajos se trabajaran 3 turnos / día los 10 años y para cebollas , el 1er año 2 turnos y a
partir del 2do año, 3 turnos.
Requerimiento de materia prima y materiales directos
Sugerir el personal de planta
Maquinaria y Equipos necesarios
Plano de planta hincando la ubicación de los equipos, y su recorrido
FLUJO CUALITATIVO PARA LA OBTENCION DE AJO DESHIDRATADO
PERDIDAS
AGUA 100ºC x 1 min
PERDIDAS
CASCARA
ENVASADO
TAMIZADO
SECADO
MOLIENDA
CORTADO
ESCALDADO
INSPECCION
LAVADO
PELADO Y DESGRANADO
MATERIA PRIMA
FLUJO CUANTITATIVO PARA LA OBTENCION DE AJO DESHIDRATADO
132.8 kg x 4.2
Humedad 65%
355.3 kg ajo x 4.2
500 kg x 4.2 60ºCx 8 hr
144.41 kg x 4.2
VAPOR AGUA
AGUA
415.6 kg x 4.2
519.45 kg x 4.2
520 kg x 4.2
394.78 kg x 4.2RESIDUOS
DE CASCARA
5%
Humedad 73%
10% (39.48 Kg x 4.2)
AGUA 100ºC x 1 min
81% (11.56 kg x 4.2)
CASCARA 20 %
ENVASADO
TAMIZADO
SECADO
MOLIENDA
CORTADO
ESCALDADO
INSPECCION
LAVADO
PELADO Y DESGRANADO
MATERIA PRIMA
Sabemos que en el equipo limitante es el secador tipo túnel cuya capacidad de carga es de 500 KG, para lo cual partimos de este parámetro para el cálculo de la materia prima inicial utilizada y del producto final.
En el secado:
Balance por sólidos global
500 KG de ajos = H20 + X KG de ajo seco
Si sabemos que la humedad después del secado es de 6.5 tenemos:
Balance de sólidos por componentes
73 % x 500 KG ajos = 6.5 % X27 x 500 = 93.5 X13500 = 93.5 X
X = 144.41 Kg de ajo seco
En la molienda:
144.41 Kg ajo seco --------------- 100 %X -------------- 92 %
X = 132.8 kG de ajo seco molido
Cálculos realizados para determinar la cantidad de materia prima:
En el escaldado
Cálculo de la materia prima previa al escaldado:
Los ajos presentan una humedad de 62 % antes del escaldado.
Después del escaldado presenta una humedad de 73 % para un peso de 500 KG
500 kG x 73 % = 62 % X500 KG x 27 = 38 X
X = 355.3 KG de ajos
Cálculo de factor:
2.4 – 1.5 - 1.5 (puesta en marcha)
21 h / 5 = 4.2
4.8 ingresos al secador
FLUJO CUALITATIVO PARA LA OBTENCION DE CEBOLLA DESHIDRATADA
PERDIDAS
AIREAIRE
PERDIDAS
NaCL
CASCARA
ENVASADO
TAMIZADO
SECADO
MOLIENDA
CORTADO
INMERSION EN SALMUERA
INSPECCION
LAVADO
PELADO Y DESGRANADO
MATERIA PRIMA
FLUJO CUANTITATIVO PARA LA OBTENCION DE CEBOLLA DESHIDRATADA
Solución de salmuera
Pérdida13% (93.4 kg x 4.8)
15%(130.7039.48 Kg x 4.8)
(22.22 Kg x 4.8)
NaCL 3% P/V25ºC x 10 min
53.37 x 4.8
78.12 kg x 4.8
INMERSION EN SALMUERA
Humedad 4%
625 kg x 4.8
Solución de salmuera
60 ºC x 5 h
740.62 kg x 4.8
871.32 x 4.8
871.32 Humedad x 4.888%
718.4 kg x 4.8
3%
Humedad 85%
Pérdida26% (24.75 kg x 4.8)
ENVASADO
TAMIZADO
SECADO
MOLIENDA
CORTADO
INSPECCION
LAVADO
PELADO Y DESGRANA
DO
MATERIA PRIMA
Sabemos que en el equipo limitante es el secador tipo túnel cuya capacidad de carga es de 500 KG, para lo cual partimos de este parámetro para el cálculo de la materia prima inicial utilizada y del producto final.
Secado:
Humedad antes del secado 85 %Humedad después del secado 4 %