I UNIVFRSIDAD AUTONOMA

METROPOLITANA f f L Z T A P A L A P A "

' C.B.1

DEPARTAMENTO DE 1.P.H ' LiY\g.Q~\ \ -h \CA

PROYECTO TERMlNAL DE PROCESOS i ! Y DlSEÑO

/-DISEÑO DE UNA PLANTA DESHIDRATADORA DE AJO

ASES0R:DR. MARIO VIZCARRA MENDOZA

Vo. Bo

INTEGRANTES :

/RAMOS BENITEZ MARIA LUISA RODRIGUEZ TRUJILLO PABLO

/77.5- MAYO/ '95

INDICE

PAGINA 1 . OBJETIVO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 )

2 . GENERALIDADES ..................................................................................

3 . INTRODUCCION .....................................................................................

( 1 )

( 4 )

.................................................. 4 . METODOS GENERALES DE SECADO ( 5 )

5 . SECADOR DE LECHO FLUIDIZADO ..................................................... (6 )

6 . OFERTA Y DEMANDA ............................................................................ ( 91

7 . FUNCIONAMIENTO ECONóMICO Y UBICACIÓN DE LA PLANTA.(14)

8 . DIAGRAMA DEL PROCESO ................................................................... (17)

9 . DESCRIPCI~N DE LA OPERACI~N ...................................................... (18)

1 o . DESCRIPCI~N DEL PROCESO EXPERIMENTAL ............................... (20)

1 1 . EXPERIMENTACION ............................................................................. (21)

12 . RESULTADOS ......................................................................................... (24)

13 . VELOCIDAD MÍNIMA DE FLUIDIZACI~N ......................................... (27)

14 . SECADO DE AJO POR MEDIO DE LECHO FLUIDIZADO .................. (28)

15 . DISEÑO. SELECCIóN Y’ CALCULO DEL EQUIPO .............................. (33)

16 . ESTIMACI~N DE COSTOS DE EQUIPO Y SERVICIO ........................ (37)

17 . CONCLUSIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

18 . ABREVIATURAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(42)

(44)

19 . BIBLIOGRAFIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20 . APENDICE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(45)

(46)

PLANTA DESHIDRATADORA DE AJO

OBJETIVO: Diseñar una planta para llevar a cabo la - - deshidratación de ajo, haciendo énfasis en el procedimiento de secado.

G E N E R A L I D A D E S

"Así como no a todo el mundo le gustan las obras de Shakespeare, no todo el mundo gusta del ajo, sin embargo en todas las épocas y en todas las latitudes se ha utilizado el ajo como medicina, condimento, tónico, amuleto, pesticida, elixir de la vida, cúralo todo o panacea; pero como dijo Paracelso, el padre de la medicina y de la química moderna, que lo que para unos es medicina, para otros es veneno; todo depende de la dosis y de la predisposición del cuerpo que recibe tal medicina-veneno" .

El nombre científico del ajo es Allium y pertenece a la familia de las Liliaceas y es notorio ver que su llhermanall, la cebolla (allium cepa) alcanza mayor tamaño y, a pesar de que su bulbo y tallos florales son más carnosos, sus propiedades medicinales son inferiores. Su tallo mide entre 30 y 40 cm., y hasta un metro de altura, con hojas planas en la parte media. En la época que florece, primavera o verano, se observa un tallo encorvado, con escasas flores que son blancas, rojizas o violáceas. Todo depende de la calidad el ajo sembrado, de la altitud, del clima, etc. El bulbo es alargado y en su base tiene una raíz plana rodeada de los dientes o bulbillos, que son alrededor de veinte. Las semillas que da el ajo no maduran en plantas cultivadas.

El origen de esta planta es el Asia Central y estima que su progenitor fue el A. logicupis, que es endémico en Asia Central. Se difundió y cultivó desde los tiempos de la antigüedad en la región mediterránea. Fue conocido en Egipto 3000 años a .C. , y lo consumieron también los antiguos griegos y romanos. Fue llevado al hemisferio occidental por los españoles.

En E. U. existen festividades del ajo y hasta una revista especializada "The Garlic Times". Hoy en día el ajo esta en las listas de compras de toda ama de casa y los anaqueles de las tiendas de autoserviclo exhiben cada vez una mayor variedad de productos a base de ajo: ajo en polvo, en hojuelas, en escamas

encápsulas, en perlas, pasta de ajo, queso con ajo, salchichón al ajo, salami con ajo y muchos más.

Se emplea como condimento para saborizar otros alimentos por el vigor de su aroma. Se consume también en la preparación de ensaladas y para curar carnes, salsas y en un sinnúmero de alimentos. Es intensamente usado en los países de la cuenca mediterránea y en general en el sur de Europa; después de la cebolla es la hortaliza más usada.

El polvo de ajo deshidratado o qranulado, ha llegado a reemplazar en alqunos usos, a la hortaliza fresca en alqunos países.

El ajo tiene reconocido valor medicinal y se le atribuyen propiedades para favorecer la circulación sanguínea, contra el colesterol (lo disminuye), contra el cáncer (impide el desarrollo de tumores), excelente antiséptico, contra la picadura de insectos, contra la tos y bronquitis, dolor de oído, hemorragia nasal, excelente vermífugo, contra la lepra y como pesticida.

La alicina de la hoja tiene propiedades bactericidas. Los bulbos intactos contienen un aminoácido sin color ni olor, soluble en agua que se llama aliina; la enzima, alinaza, desdobla la aliina y produce alicina, de la cual el ingrediente odorífero principal es el disulfuro de alilo.

La alicina, debe su origen a la escisión enzimática de la aliina, que es uno de los compuestos básicos del ajo, la cual con agua y en presencia de una enzima específica llamada alinaza, que se supone se encuentra en estructuras diferentes dentro de la misma celdilla, forma el compuesto antes mencionado, así como ácido pirúvico y amoníaco en cantidades estequiométricas.

La escisión enzimática de la aliina es la siguiente:

Ácido alilsulfénico Alicina

Debe entenderse por ajo fresco aquel que no ha sido procesado y que viene directamente del campo al mercado o a la industria, que vaya a ser deshidratado y almacenado en locales o bodegas especiales que tienen adaptado un sistema de aire acondicionado con ventiladores y donde normalmente se le da un pretratamiento que consiste en eliminar la humedad superficial que lleva, que es aproximadamente de 70-80 % haciéndola bajar hasta 60-65 %. Cuando el ajo que se deshidrata proviene del campo directamente sin pasar por la bodega, una tonelada de ajo fresco, equivale aproximadamente

2

a 250 Kg. de ajo deshidratado, conteniendo éste aproximadamente de 6 a 7 % de humedad final, y cuando el ajo que va a ser procesado proviene de la bodega, donde pasó un tiempo eliminando humedad, una tonelada de ajo fresco equivale aproximadamente a 300 kg. de ajo deshidratado, estos datos son los promedios en que se basan las industrias para la deshidratación de ajo.

&ISIS DE AJO FRESCO

HUMEDAD GRASA PROTE ÍNAS CARBOHIDRATOS CENIZAS

PORCENTAJE 70.2 0.2 8.4

20.0 1.2

CANTIDADES DE MINERALES EN AJO FRESCO

CALCIO POTASIO CLORUROS MAGNESIO SODIO F~SFORO AZUFRE

PORCENTAJE O. 006 O. 130 O. 004 O. 008 o . O90 o . O90 O. 318

CONTENIDO NUTRICIONAL (por cada 100 g de alimento crudo en peso neto).

PORCIÓN COMESTIBLE

ENERGÍA FIBRA

PROTE ÍNAS CALCIO HIERRO ÁCIDO ASCORBICO TIAMINA RIBOFLAVINA

94.0 % 1 . 6 g

151. O Kcal

19.0 mg. 1.5 mg. 99.0 mg. 0.08 mg. 0.11 mg.

3.5 g

3

I T R O D U C C I O

El uso del calor para secar alimentos fue descubierto independientemente por muchos hombres en el Nuevo y Viejo Mundo; el secado es uno de los métodos más antiguos utilizados por el hombre para la conservación de los alimentos, es un proceso copiado a la naturaleza.

La preparación indcstrial de las legumbres secas la ideó Masson en 1845 en Francia, quién desarrolló un deshidratador de legumbres que consistía de un flujo de aire caliente (105'F) sobre tajadas delgadas de legumbres, a fin de reducirlas una décima parte y una quinta para los tubérculos.

El secado o deshidratación de materiales biológicos (en especial los alimentos), se usa también como técnica de preservación. Los microorganismos que provocan la descomposición de los alimentos no pueden crecer y multiplicarse en ausencia de agua. Además, muchas de las enzimas que causan los cambios químicos en alimentos y otros materiales biológicos no pueden funcionar sin agua. Los microorganismos dejan de ser activos cuando el contenido de agua se reduce por debajo del 10 % en peso. Los alimentos secos pueden almacenarse durante períodos bastante largos.

El término deshidratación es una expresión para denominar el conjunto de técnicas, cpe tienen por objeto eliminar el agua de los alimentos, con el fin de favorecer su conservación, transporte y distribución.

Por medio de este proceso, se priva a un cuerpo o a un organismo de su contenido de agua, impidiendo el desarrollo de los gérmenes que precisan de este elemento vital, tales como las levaduras, bacterias y hongos.

En síntesis la deshidratación es considerada un proceso de "secado artificial"; si se compara con el "secado natural" o "al sol", veremos grandes ventajas a favor de la técnica artificial como son :

- Control de las condiciones climáticas dentro de un secador. - Se utiliza menor espacio de terreno. - Existen mayores condiciones sanitarias. - Mejor cocinado. - Menor tiempo para el secado.

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Las condiciones sanitarias son controlables dentro de una planta deshidratadora, mientras que en el campo abierto la contaminación por polvo, insectos, pájaros y roedores es un problema importante. La deshidratación es un proceso más caro gue el secado solar, sin embargo, los alimentos deshidratados pueden tener mayor valor monetario debido a la mejor calidad. Además el secado solar no puede ser practicado ampliamente, debido a condiciones desfavorables del tiempo en muchas áreas en que vive el hombre y la agricultura es remunerativa.

Los productos alimenticios pueden ser deshidratados empleando:

- Aire. - Vapor sobre-calentado. - Vacío. - Gas inerte. - Aplicación directa de calor.

Los secadores más usuales para deshidratar hortalizas son:

- De tambor. - De vacío continuo. - De banda continua. - De hornos secadores. - Secado de túnel.

&TODOS GENERALES DE SECADO

Los métodos y procesos de secado pueden clasificarse de diferentes maneras. Por su forma de operar, estos procesos pueden dividirse en: por lotes, cuando el material se introduce en el equipo de secado y el proceso se verifica por un período de tiempo determinado, o en continuo, donde el material se añade sin interrupción al equipo de secado y se obtiene material seco con régimen continuo.

Los procesos de secado pueden clasificarse también de acuerdo con las condiciones físicas usadas para adicionar calor y extraer el vapor de agua: (1) en la primera categoría , el calor se añade por contacto con aire caliente a presión atmosférica, y el vapor de agua formado se elimina por medio del mismo aire; ( 2 ) en el secado al vacío, la evaporación del agua se verifica con más rapidez a presiones bajas, y el calor se añade indirectamente por contacto con una pared metálica o por radiación (también pueden usarse

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temperaturas bajas con vacío para ciertos materiales w e pueden decolorarse o descomponerse a temperaturas altas); ( 3 ) en el secado por congelación, el agua se sublima directamente del material congelado.

SECADOR DE LECHO FLUIDIZADO

Se trata de un depósito cilíndrico vertical que contiene partículas sólidas (reactivos o materia prima). La corriente del reactivo fluido se introduce en la base del secador a una velocidad tal que los sólidos flotan en la corriente del fluido sin salir del sistema. En esta condiciones, el lecho de partículas se comporta como un líquido en ebullición que tiende a igualar la composición de la mezcla de reacción y la temperatura a lo largo del lecho (es decir, crea cierto grado de retromezclado). Generalmente se considera que esta es una de las ventajas específicas del secador de lecho fluidizado.

Las partes principales de un sistema de lecho fluidizado se indican a continuación ( figura No. 1):

1.- Secador. a) Porción del lecho fluidizado. b) Espacio de separación o margen libre. c) Distribuidor de gas.

2 . - Alimentador de sólidos o control de flujo. 3 . - Descarga de sólidos. 4.- Separador de polvo para los gases de salida. 5.- Instrumentación. 6.- Abastecimiento de gas.

6

Gas

/I:

/ \ . , \.- , I

/' ,v / /

Distribuidor I del gas

C

,

7

Margen

Libre

\ / I Polvo

Lecho

Fluidizado

I "

Entrada I - de gas

f ig . 1 FICX~6AQOR DE LECHO FLUIDIZADO

7

Los usos posibles de los lechos fluidificados son increíblemente variados. Hay varias aplicaciones con éxitos comerciales, en tanto que otras se encuentran en la etapa de planta piloto y otras más en la de laboratorio. En general, el lecho fluidizado se emplea para establecer contacto entre gases y sólidos; sin embargo, en algunos casos, la presencia del gas o el sólido se utiliza sólo para proporcionar un lecho fluidificado, con el fin de alcanzar un resultado final. Los usos o las características especiales son como se indican a continuación:

I. Reacciones químicas

A) Catalíticas B) No catalíticas

1. Homogéneas 2. Heterogéneas

11. Contacto físico

Transmisión de calor 1. Hacia y desde el lecho fluidificado 2. Entre gases y sólidos 3. Control de temperatura 4 . Puntos dentro del lecho Mezcla de sólidos Mezcla de gases Desecación l. Sólidos 2 . Gases Aumento de tamaño Reducción Clasificación 1. Separación de finos de los sólidos 2 . Separación de finos del gas

Adsorción-desorción

Tratamiento calorífico

Recubrimiento

Una de las características importantes es la uniformidad de temperatura que se logra en todo el secador. Esto se debe al mezclado en la fase emulsión, causado por las burbujas de gases.

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O ~ E R T A Y DEMANDA

SUPERFICIE, PRODUCCI~N Y RENDIMIENTO

En años recientes (1984-1991), México ha obtenido un volumen promedio de producción de 56,135 tons. (Gráfica I), situándose entre los 10 principales productores del globo, con alrededor del 2 % de la producción mundial, después de China, Corea, India, España, Egipto, EUA, Tailandia y Turquía. Juntos, estos países representan alrededor del 73 % del global producido.

Gráfica 1.- PRODUCCION MEXICANA DE AJO 1984-1991

70

60

50 z :40 In 30

5 20

c

o U o -

10

O 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991

AÑOS

La superficie cultivada en 1991 fue de 6,947 has. ; la producción fue de 51,376 toneladas y los rendimientos promedio de 7,395 ton/ha.

La totalidad de la producción de ajo se realiza en tierras de riego y en los ciclos de Otoño-Invierno se produce la casi totalidad (95%) de la :producción anual. Los rendimientos promedio mexicanas se sitúan favorablemente a nivel mundial ya que, de los principales productores, sólo los EE .UU. (19 ton/ha. ) , Egipto (13 ton/ha) , China ( 8 . 8 ton/ha) y Corea (7.5 ton/ha) superan a nuestro país; los demás India, España, Tailandia, Turquía y Brasil tienen rendimientos menores a los mexicanos.

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CALIDADES Y VARIEDADES DE LOS PRODUCTOS

El ajo morado, rosa o blanco, cuyo origen no esta muy claro pero se cree que estaba en la Europa meridional, actualmente se cultiva en todos los continentes. En México, se cultivan dos tipos de ajo, los morados y los blancos, de los que existen distintas variedades. Dentro de las variedades de color morado que se siembran en México, las más importantes son : Chileno, Taiwan, Vikingo, Criollo regional, Hermosillo (Variedad derivada del criollo regional), Napuri, Pocitas (Variedad introducida de Baja California Sur) , Massone y Pata de perro (estas dos variedades introducidas del Perú). La mejor época de siembra para estas variedades es del 1 de agosto al 15 de Octubre. Dentro de las variedades de color blanco, que se siembran en México, las más importantes son : Egipcio, California, Perla, Zacatecas, Cristal, Durango, Ixmiquilpan, Early White. La mejor época de siembra para estas variedades es del 15 de Octubre al 30 de Noviembre. En México, las variedades más generalmente cosechadas con fines de exportación son : Blancos : egipcio, California, Perla, Zacatecas, Cristal; Morados : Chileno, Taiwan, Vikingo.

ZONAS DE PRODUCCI~N Y PERÍODOS DE COSECHA

El principal Estado productor es Guanajuato (con alrededor de una tercera parte en 1991) , seguido de Aguascalientes, Zacatecas, Puebla, Sonora, Querétaro y San Luis Potosí. En su conjunto, esas Entidades producen cerca del 94 % del total nacional (Gráfica 11).

Gráfica 11.- PRODUCCION DE AJO POR ESTADO (Miles de Toneladas) TOTAL 1990 41,236 tons.

PUE "3" ~ T R ~ S 6%

En cuanto a rendimientos, según lo cosechado en 1991, Querétaro lleva el liderazgo con 9.5 ton/ha seguido de San Luis Potosí,

10

Aguascalientes y Guanajuato, todos ellos por encima del promedio nacional que se sitúa en 7.395 ton/ha. Puebla, Coahuila, Tlaxcala y Zacatecas se encuentran por debajo de dicho promedio (Gráfica 111).

Gráfica Ill.-AJO: RENDIMIENTOS POR ESTADO Datos Definitivos del Año Agricola 1991 Toneladas por Hectárea. P.N.= Promedio Nacional: 7.4 Ton/Ha.

O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0

TonlHa

~

I Serie

Guanajuato, Hidalgo, puebla y Aguasca lientes cosechan de principios de Febrero a finales de Mayo, o de principios de Abril a finales de Mayo, dependiendo del ciclo vegetativo de la variedad sembrada. Zacatecas, Durango, Baja California Norte y Sonora cosechan de principios de Abril a finales de Mayo. Oaxaca y Guerrero cosechan de principios de Enero a finales de Marzo. También otros Estados cultivan el ajo pero lo hacen en forma errática y su producción no es representativa. En resumen, por la variedad de climas y latitudes, en México se dispone de ajo fresco durante la primera mitad del año.

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NUMERO Y CARACTERÍSTICAS DE LOS PRINCIPALES PRODUCTORES/EXPORTADORES

Durante 1991, se identificaron 19 empresas exportadoras que, en su conjunto, realizaron el 41 % del total exportado en ese año (13,668 toneladas, Gráfica IV) . Para el 59 % restante del volumen exportado, se desconoce quienes fueron los exportadores.

Gráfica ¡!/.-NUMERO Y CARACTERISTICAS DE LOS PRINCIPALES PRODYCTORESlEXPORTADORES. Total

exportado e r ~ 1991 13,668 Toneladas

ENTRE 100 Y 499

ENTRE 500 $49 2% MENOS DE 100 (9)

NO IDENTIFICADOS?

59%

De las empresas identificadas, 3 son de Guanajuato, 6 de Aguascalientes, 3 del Distrito Federal, 2 de Baja California, 1 de Zacatecas , 1 de Jalisco, 1 de Nuevo León, 1 de Sonora y 1 de San Luis Potosí. estas empresas efectuaron 28 exportaciones en total, de las cuales 18 fueron a los EE.UU., 3 a Francia, 2 a Canadá, 1 al Reino Unido, 1 a suiza, 1 a Puerto Rico, 1 a Australia y 1 a Guatemala. Por lo que toca a su personalidad jurídica, 9 son sociedades mercantiles, 5 son sociedades de producción rural, 2 son cooperativas, 1 unión de ejidos y 2 asociaciones.

DOMESTICA

Alrededor de un 10 % de la producción nacional se destina a usos industriales (aceites, ajo en polvo, medicamentos) , un 63 % es consumido domésticamente en forma fresca y sólo un 27 % es exportado. De aquí la importancia que reviste el mercado nacional para los productores. En la Central de Abastos del DF: , se cotiza regularmente alcanzando precios que oscilan entre 1 y 2 USD/kg.

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El consumo aparente de ajo fresco per capita se sitúa en alrededor de 0 . 4 kilogramos.

COMERCIO EXTERIOR I

Las exportaciones mexicanas de ajo fresco han sido en promedio del orden de 13.7 mil tons. por año en el período 1988-1991, alcanzando un pico de 16,533 tons. en 1988 para descender a sólo 13,688 en 1991. Estas cifras representan alrededor el 27 % de la producción por lo que pueden considerarse de magnitud modesta tanto en volumen como por el monto de divisas que aportan al país (Gráfica V), a pesar de un sostenido aumento en los precios promedio de exportación.

Gráfica V.-EXPORTACIONES MEXICANAS DE AJO FRESCO

1988 1989 1 990 1991

ANOS

Por lo que toca al destino de las exportaciones, la casi totalidad (81 % en promedio en los últimos 4 años) se vende a los EE .UU., que es el sexto productor mundial y un exportador neto. A Canadá, Japón y Europa no se vende casi nada, a pesar de que estos mercados si son importadores netos y de importancia.

FUNCIONAMIENTO ECON~MICO Y UBICACI~N DE LA PLANTA

Todos los antecedentes que han sido tomados de los archivos de la Secretaría de Agricultura y del Anuario Estadístico de Comercio Exterior (Apéndice I), pueden servirnos de guía aproximada en lo relacionado con la siembra, distribución y venta del ajo, pudiéndose deducir que hay un campo propicio para la instalación de una planta deshidratadora de ajo para la capacidad de ésta en los datos de exportación de ajo fresco que en 1992 fue de 12000 toneladas, en promedio comparado con otros años; si se pensara en deshidratar el 25 % de esa cantidad en los cuatro meses que dura la temporada, se dispondría de un promedio de 3 toneladas de ajo fresco por día, con lo cual se empezaría a desarrollar el mercado y se aseguraría la adquisición de materia prima, pero teniendo siempre en cuenta que la calidad del producto sea primordialmente lo que haga más comercial y poder competir con otros mercados exteriores ya que se cuenta con un ajo fresco de muy buena calidad.

Los hábitos de compra del ajo, generalmente están sujetos a condiciones de oferta y demanda, con esto se puede decir que por lo regular cuando hay mayor cantidad de producto el precio es menor, el cual esta fijado por el principal productor y consumidor que son los E. U. , esta variación en el precio se distingue más cuando el ajo no se deshidrata y casi siempre el precio se regula por la cosecha, pero con el ajo deshidratado no sucede así, ya que puede conservarse en buenas condiciones por bastante tiempo y puede de esta manera, estandarizar un precio para cada uno de los diferentes tipos de ajo deshidratado que se producen.

También puede seguirse el método por contrato, cuando una industria compra todo el ajo deshidratado que produzca la deshidratadora, entonces se hace un convenio quedando establecido un contrato que es beneficio para las dos partes.

Puede haber alguna otra forma de compraventa, pero las dos anteriores son las más comunes en el mercado de ajo deshidratado.

El ritmo de fabricación en la deshidratación del ajo, está completamente regido por la cosecha de este y por la cantidad de él que se tenga disponible, generalmente la temporada de trabajo es de dos a cuatro meses, este ritmo se seguirá mientras dure la temporada pero se debe hacer notar que cuando la maquinaria no

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elabore ajo puede ser usada para deshidratar cebolla, chile y algunos tipos de especies.

Con los datos de las tablas de la producción nacional se puede observar que el principal centro de cultivo está en Guanajuato (fig. 2) y siendo la localización de la planta un factor muy importante que está relacionado con el buen funcionamiento económico que se lleva a cabo en la industria y del que puede depender el progreso ds ésta y en este caso se toma en cuenta que el ajo fresco esta constituido en su mayor parte por agua y material de deshecho lo que equivale que al ser transportado a grandes distancias se pague más por concepto de transporte de material que se va a eliminar. Por lo tanto se ve que el lugar más favorable para la obtención de materia prima, de mejor calidad y precio está en Guanajuato en las municipalidades de : Celaya Cortazar, Villagrán, ?.paseo el Alto y Juventino Rosas; donde se siembra en cada uno de ellos un promedio de 400 a 500 hectáreas; pudiéndose decir que el costo y disponibilidad de la mano de obra están en condiciones favorables para la instalación de la planta deshidratadora de ajo.

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FIG. 2 UBlCAClON DE LA PLANTA

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DIAGRAMA DEL PROCESO

INSPECCION Y RECEPCI~N

ALMACENADO

1 SELECCIONADO

~~

1 SEPARACION DE BULBOS c MONDADO

1 CORTADO

1 LAVADO 1

DESHIDRATADO

TAMIZADO 1 I MOLIDO I

I ENVASADO I

I ALMACENADO I

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DESCRIPCION DE LA OPERACION

1.- INSPECCION Y RECEPCION : Se pesa y se verifica que la materia prima (ajo), reuna las características deseadas.

2 .- ALMACENADO : Esta etapa se hace principalmente para controlar el flujo al proceso; también se hace con el objeto de que alcancen su madurez óptima para su deshidratación.

3. - SELECCIONADO : Se eliminan todas aquellas hortalizas en mal estado y que no reúnan las características necesarias.

4 .- SEPARACION DE BULBOS : Esta operación es con el objeto de separar los bulbos del ajo por medio de presión, cuidando de no dañarlos.

5. - LAVADO : Por medio de inmersión o aspersión de agua a presión se le eliminan los restos de tierra y de otras impurezas que contengan las hortalizas.

6. - MONDADO : Esta operación consiste en separar por medios mecánicos la cáscara o piel de los productos hortícolas.

7. - CORTADO O DESMENUZADO : La hortaliza se corta en pequeñas partes con el objeto de aumentar su área de contacto y la eficiencia del secador, además por la presentación del producto.

8 . - LAVADO : El ajo ya cortado se lava con la cantidad mínima de agua para evitar aglomeraciones durante el secado.

9. - DESHIDRATADO : Adicionando calor por medio de aire, se disminuye la cantida.d de agua contenida en la hortaliza, obteniéndose una humedad de acuerdo con el producto y con las condiciones requeridas para su preservación y conservación.

10 .- TAMIZADO : Esta operación es opcional y depende del producto que se desee obtener. En el caso del ajo si se desea obtener en particular de determinado tamaño, el producto pasa por un cernidor o tamiz, sepárandose aquel que esté fuera del calibre especificado en las normas de calidad y pasando al molino.

11.- MOLIDO : El objetivo de esta operación es pulverizar el producto obtenido después de la deshidratación o el que no reúne los calibres deseados en el tamizado.

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12. - ENVASADO Y EMBALADO : El producto final se coloca en envases apropiados ( bolsas de plástico, envases de vidrio, etc ) ; los cuales les darán presentación y lo conservarán. El producto envasado se deposita en cajas u otros recipientes, con el objeto de facilitar su manejo.

13. - ALMACENADO : Esta operación es con el fin de regular su distribución y ventas al mercado.

DESCRIPCIóN DEL PROCESO

EXPERIMENTAL

DESCRIPCI~N DEL PROCESO EXPERIMENTAL

El proceso de elaboración de ajo deshidratado consiste principalmente en la eliminación de la humedad de éste, habiendo diferentes maneras de hacerlo; siendo las principales las que usan el aire como medio de secado por ser el más conveniente. El secador utilizado es del tipo de lecho fluidizado, operado por lotes.

Las propiedades físicas más importantes de los sólidos, para la fluidización son : densidad aparente, densidad empacada, diámetro promedio de partícula y esfericidad. La fracción de espacios vacíos (E) está íntimamente relacionada al diámetro de partícula y a la esfericidad. La caída de presión depende fuertemente de estos factores físicos.

Si tenemos un sólido con diámetro grande, al momento de empacarlo en cualquier recipiente, se generarán muchos huecos entre partículas, en cambio si se reduce el diámetro de la partícula, el tamaño de huecos generados es menor. Lo mismo sucede con la forma física del sólido, ya que dependiendo de ésta, los sólidos se acomodaran en el lecho de diferente forma y por consiguiente se generarán diferentes cantidades de espacios intersticiales.

Las propiedades físicas de los sólidos se definen de la siguiente manera:

1.- Diámetro de Partícula (dP) : Es el diámetro de una esfera del mismo volumen de la partícula.

2. - Densidad aparente (pa) : Es la cantidad de masa del sólido, dividida entre el volumen que ocupa el mismo.

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3.- Densidad emnacada (pel : Es la cantidad de sólidos contenidos en un recipiente, dividido entre el volumen del recipiente.

peso de sólidos

volumen empacado pe = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. - Esfericidad(@s) :Es una manera de conocer aproximadamente que tan esférica es una partícula, la cual se define de la siguiente manera :

superficie de la esfera

superficie de la partícula Para una partícula completamente esférica @S = 1.0

@S = """"""""_""""""

5. - Fracción de esnacios vacíos (E) : Es una medida del por ciento en volumen vacío del lecho. Una buena aproximación para encontrar estos valores es mediante el uso de la siguiente relación:

Velocidad mínima de fluidización. - Se alcanza en el momento en que la fuerza cortante debida al movimiento ascendente del aire se encuentra en equilibrio con los sólidos todavía en reposo.

EXPERIMENTACI ÓN

Las propiedades físicas se midieron en el laboratorio de la siguiente forma:

Diámetro de la Dartícula: Se determina pesando un grano en la balanza analítica y sabiendo su densidad se conoce el volumen de dicha partícula, el cual se iguala al volumen de una esfera (V=nD3/6) y de ahí conocer el diámetro del sólido. Debe repetirse varias veces para obtener un valor promedio.

21

Densidad enmacada: Se utiliza una balanza analítica y probetas de volúmenes diferentes. Se adicionan los sólidos a las probetas hasta el total de su volumen y después se pesa la cantidad de los sólidos, el peso de los sólidos de divide entre el volumen ocupado (volumen de la probeta) obteniéndose el valor de la densidad empacada. El procedimiento anterior se realiza con probetas de diferentes volúmenes para obtener un promedio.

Densidad anarente: Se determina colocando en una probeta una cantidad conocida de aceite, el material previamente pesado y el número conocido de sólidos existentes. Se introduce en la probeta los sólidos, se observa el desplazamiento de aceite en el mismo (deben estar perfectamente sumergidos dentro del aceite). La densidad aparente del sólido se determina dividiendo el peso del sólido entre el volumen desplazado.

Esfericidad: El valor de esta propiedad se calcula realizando el cociente del área de una esfera equivalente al volumen de la partícula, entre el área superficial de la misma. Los valores que se obtienen son aproximados ya que la superficie de la partícula se calcula haciendo una aproximación de su forma física a una forma geométrica regular semejante.

Altura emnacada: Se coloca la muestra en el secador y se mide la altura que este ocupa.

Velocidad mínima de fluidizaclo n: El procedimiento para determinar esta velocidad es como sigue:

. C

a) . - Se toma aire del compresor del laboratorio manteniendo una presión constante, usando un regulador de presión, para cumplir con esta condición.

b) . - Se hace circular el aire a diferentes velocidades a través del lecho de sólidos(depositados en el fondo del secador), el cual se controla por medio de la válvula de control y leídas en el medidor de flujo.

c).- Para cada velocidad de fluido, se tiene una caída de presión en el lecho, cuyos valores se leen en los manómetros. se gráfica en escala logarítmica los valores de presión y velocidad; obteniéndose de la curva la velocidad mínima de fluidización (ver fig. 3).

22

compresor

FIG. 3 DETERMINACION DE LA VELOCIDAD MINIMA DE FLUIDIZACION.

TiemDo de residencia Y temDeratura &tima: Para determinar el tiempo de residencia necesario para disminuir la humedad del sólido, se realiza el secado intermitente, es decir, se introduce el sólido en el secador y a diferentes tiempos se extrae una muestra para determinarle su humedad, para lo cual se deja la muestra en la estufa a cierta temperatura y en un intervalo de tiempo, se pesa y se determina el porcentaje de humedad final alcanzada, se repite este experimento varias veces a diferentes temperaturas. De esta manera se puede establecer curvas de secado (humedad del sólido vs. tiempo de secado) que nos permite conocer el tiempo necesario y la temperatura óptima para obtener la humedad final deseada. Para la temperatura también se debe observar que el producto deshidratado conserve sus propiedades organolépticas.

RESULTADOS

La tabla No. 1 muestra los resultados obtenidos de las propiedades físicas. Como se sabe de la literatura, pa> pe, por lo que de acuerdo con los valores obtenidos se corrobora lo anterior.

P R O P I E D A D V A L O R M E D I O Muestra húmeda Muestra seca

pa

O . 653 0.438 E

O . 964 O . 945 4)s 0.601 cm. 0.887 cm. dP O . 432 g/ml O . 531 g/ml pe l. 243 g/ml O . 944 g/ml

Tabla No. 1.- Caracterización de las partículas. En esta tabla se muestran los resultados del análisis físico realizado durante la experimentación.

Por otra parte se observa que el diámetro de la partícula, que es un parámetro hidrodinámico que se utiliza para determinar una buena o mala fluidización, tuvo un valor de 0.887 cm. y una esfericidad de partícula de 0.945, esto indica lo afirmado que entre más cercanos sean los valores a una esfera perfecta, la fluidización es más homogénea. El empaquetamiento dentro del sistema se determinó mediante la fracción de espacios vacíos del lecho obteniendo un valor de 0.438.

Las tablas No. la y lb, representan los parámetros para determinar la densidad aparente para la muestra húmeda y seca. En estas tablas se reporta la densidad aparente promedio que es uno de los parámetros importantes utilizados en el diseño.

24

Vol. de part. despla- aceite part. Aceite Probeta Masa de Vol. Vol. de No. de Vol. de fa-

(m1 1 zado y part. húmedas

100 74

0.89 8.85 1 0 48 30 38 100 o. 91 15.45 17 82 60 65 100 o. 95 13.33 14 88 50

(m1 1 (g/ml) (9) (m1 1 (ml)

~

250

0.99 5.0 5 30 45 25 50 o. 99 3.97 4 16 45 12 25 o. 91 32.6 36 166 130 130

T p a muestra húmeda.

"

100 0.97 5.8 6 36 49 30

Densidad aparente promedio = 0.9438 g/ml. Volumen promedio de una partícula = 0.2138 ml. Diámetro de partícula = 0.7418 cm.

Vol. de las despla- aceite part. Aceite Probeta Masa de Vol. Vol. de No. de Vol. de fa.

secas part. zado y part. (m1 1 (g/ml) (4) (m1 1 (ml) (ml) 25

1.455 4.363 3 24 100 21 5 0 1.243 5.593 4.5 18.5 100 14

100 1.012 8.100 8 39 100 31 250 ~

muestra seca. TABLA No.lb.- Determinación de la densidad aparente para la

1.312 5.250 58 100 54 """ 4

Densidad aparente promedio = 1.255 g/ml. Volumen promedio de una partícula = 0.0488 ml. Diámetro de partícula = 0.4533 cm. Densidad del aceite = 0.916 g/ml, (V=25 ml).

Las tablas No. IC y Id, muestran los datos obtenidos para determinar la densidad empacada promedio de la muestra h ~ e d a y seca. Se dan 10s resultados en estas tablas de la densidad empacada promedio.

Vol. de la part. probeta y probeta probeta Masa de las Masa de la Masa de la Pe

part. (m1 1

0.50 50.12 172.87 122.75 1 0 0 o. 54 54.00 172.12 118.43 100 o. 55 54.90 163.32 108.43 100 0.56 56.32 176.07 119.75 100

(g/ml) (9) (9) (9)

250 O. 50 "-- 125.80 207.80 25

0.54 26.77 107.84 81.07 5 0 0.56 13.88 57.20 43.32

100 0.50 50.18 159.57 109.40

TABLA No. IC. - Determinación de la densidad empacada, para la muestra húmeda.

Densidad empacada promedio = 0.5311 g/ml.

probeta part. probeta y probeta part.

(m1 1 (g/ml) (9) (9) (9) 25

O .4476 22.377 103.226 80.850 5 0 O .4289 10.723 54.046 43.323

100 O. 4168 41.679 151.081 109.401 205 O -4341 89.000 297.000 207.973

)a muestra seca.

Densidad empacada promedio = 0.4319 g/ml.

26

Velocidad Mínima de Fluidización.

La tabla No.2 muestra los parámetros que se midieron para determinar la velocidad mínima de fluidización (vmf).

12.32

1.73 1.188 53 15.40 1.74 1.142 54 13.86

1.74 1. o91 55

TABLA No.2. - En esta tabla se presentan los datos obtenidos para determinar la velocidad mínima de fluidización.

La gráfica No. 1 relaciona la caída de presión dentro del lecho en función de la velocidad superficial del aire para determinar Vmf.

Grafica No.1.- DETERMINACION DE LA VELOCIDAD MINIMA DE FLUIDIZACI~N

2

1.8

1.6

5 1.4

1.2

x 1 E 0.8

n g 0.6

0.4

0.2

O

O

a

e4

-

O 0.2 0.4 0.6 0.8 v m f 1 1.2 log vo&,

En esta gráfica se presentan los estados de la fluidización: lecho fijo y lecho fluidizado. Al inicio de la operación, la velocidad se mantiene lineal con respecto a la caída de presión, en el momento que el lecho se expande y las partículas comienzan a tener movimiento, definimos la velocidad mínima de fluidización (Vmf) . Después la caída de presión permanece constante al seguir aumentando la velocidad superficial del aire. Posteriormente empieza el transporte de partículas fuera del lecho, así como su separación, saliendo primero aquellas de menor densidad; para evitar perdidas de materia, se colocó una malla en la salida del fluidizador para que detuviera a las partículas de menor tamaño; la velocidad mínima de fluidización obtenida fue de 2 3 7 cm./s.

SECADO DE AJO POR MEDIO DE LECHO FLUIDIZADO.

Para obtener las curvas experimentales de secado fue necesario considerar:

1. - La velocidad superficial del aire a la cual el sistema esta completamente fluidizado.

2 . - La humedad durante el inicio y al final de la operación, fueron determinadas en intervalos de tiempo previamente fijados.

De acuerdo al comportamiento en las gráficas, se observa que la velocidad de secado es muy rápida al principio, pero conforme se va secando la partícula disminuye la velocidad hasta que alcanza la humedad crítica del sólido, en este punto podemos seguir fluidizando pero la velocidad de secado tiende a cero.

La tabla No. 3 representa los datos promedio del secado de ajo a diferentes temperaturas para determinar las gráficas X(min) vs. t (g agua/g s.s) .

T.aire = 80' C T.aire = 70' C T.aire=60°C en la entrada. en la entrada. en la entrada

"""_ """_ """_

seca) a diferentes temperaturas. Flujo : 35 ft3/min. P = 14.6 psia. t(en la estufa) = 18 hrs. T = 64' C en la estufa. M. ajo sin lavar = 500 g (promedio). M. ajo lavado con agua = 545.4 g (promedio)

Las gráficas No. 2 , 3 , y 4 muestran el comportamiento descendente de la humedad con respecto al tiempo y la variación de la temperatura del lecho en función del tiempo.

GRAFICA No.2.-Variación de la humedad del ajo a 80°C y 35 ft lmin 3

2.5

2 u) u) ol 5 1.5 I m Y E 1 : X

0.5

O

u) u)

Y m

E 2 X n

50 - T("C)

2 5

O 20 40 60 80 1 O0 120 140

t(min)

GRAFICA No.3.-Variación de la humedad del ajo con respecto al tiempo a 7dC y 35 ft3/rnin.

I 1 5 2 a)

toc - J a -

if5 + -1

5e - -r(*c)

25

O 20 40 60 80 1 O0 120 140

t(min)

30

2.5

- 2 In In O

1.5 I

O

GRAFICA No.4.- Variación de la humedad del ajo con respecto al tiempo, T('C)lecho a 60°C y 35 $/min.

La gráfica No. 5 muestra los diferentes comportamientos de la humedad con respecto al tiempo a diferentes temperaturas; observándose que a mayor temperatura menor tiempo de secado y menor humedad alcanzada. Para más datos ver el apéndice I .

31

GRAFICA No. 5.- Comportamiento de la humedad con respecto al tiempo a diferentes temperaturas

2.5

2

1.5

1

0.5

O O 20 40 60 80 1 O0 120 140

t(min)

-seriel ")- Serie2

Serie3 -

Serie 1: X(g.agua/g.ss) a 80 OC Serie 2: X(g.agua/g.ss) a 70 OC Serie 3: X(g.agua/g.ss) a 6 0 OC

Los datos obtenidos nos dan una idea de como se esta llevando a cabo la operación; las condiciones adecuadas para secar con el equipo utilizado fueron : Vmf = 237 cm/s, L/D = 1.56, T = 8OoC y t = 1:30 hrs.

DISEÑO DE LA PLANTA

DISEÑO SELECCI~N Y CALCULO DEL EQUIPO

Para el diseño y selección del equipo se consideran los siguientes puntos:

a).- Recepción de la materia prima.

b).- Preparación de la materia prima.

c) . - Deshidratación.

d).- Molienda, Clasificación y Envase.

De acuerdo a la fig. 4 .

Recepción de l a materia prima

El ajo fresco se va a depositar en tarimas, las cuales estarán separadas del suelo aproximadamente 1 0 cm y con una separación entre ellas de 2 cm para permitir una corriente de aire a través de ellas y la materia prima. Estas tarimas van a estar en la bodega; se aprovecha poner la bodega al aire libre ya que la temporada de cosecha es en los primeros meses del año, cuando las lluvias son casi nulas.

Preparación de l a materia prima

En esta parte del proceso toda la maquinaria consiste en:

1. - Mesa de inspección con banda de hule negro de 6 m de largo por 0 . 6 0 m de ancho construida de acero inoxidable y equipada con motor de 1 HP y reductor de velocidad con relación de 60 a 1.

2.- Descascarador con motor vertical de 3 HP y polea de velocidad variable, hecho de estructura de acero inoxidable y lámina negra, provista de dos carros de acero recubiertos con hule duro.

4 . - Rebanador de ajo equipado con 6 cuchillas intercambiables y motor reductor de velocidad variable vertical de 5 HP.

3 3

5. - Lavador de espreas, hecho de tubo galvanizado de 2" de diámetro, con boquillas de manguera para regulación del chorro de agua, de 3 m de largo con banda de hule y motor de 1/4 HP con reductor de velocidad.

6. - Banda transportadora con banda de hule negro de 3 m de largo por 0.60 m de ancho con motor de 1/2 HP.

Deshidratación

1. - Secador de lecho fluidizado. Las dimensiones del secador se obtienen a partir de la tonelada de ajo preparado con 70 % de humedad, este secador va a operar por lotes.

El cálculo de las dimensiones del secador se da en el apéndice, el diámetro de este es de 0 . 7 0 m y una altura de 3 m, de acero inoxidable calidad sanitaria.

Para el diseño del distribuidor el material que se seleccionó fue metálico por su gran resistencia y por económico; de acuerdo a las necesidades de descarga se selecciono el distribuidor tipo cóncavo perforado, teniendo un diámetro de orificio de 0 . 4 cm y un número de orificios de 0.89 por c m 2 (fig. 5) . 2 .- Ventilador de presión tipo modelo turbaire de un solo paso con capacidad de 320 oz. La corriente que sale es calentada por medio de resistencias eléctricas. Los calculos para el diseño se encuentran en detalle en el apendice.

34

3.- LAVADOR TIPO BAFFLET

14.- TANQUE DE AGUA 1

6.- LAVADOR DE ESPREAS

I 8.- TANQUE DE GAS 1 9.- MOLINO

10.- DEPOSITO DE PROD.

o

f ig . 4. Equipo n e c e s a r i o para el p r o c e s o .

3 §

D i

fig. 5. S e c a d o r y distribuidor. Molienda, Clasificación y Envase

Toda la maquinaria necesaria en esta última operación consiste en :

1. - Depósito de acero inoxidable receptor del ajo ya deshidratado con 6 % de humedad, con un volumen de 4 m3.

2 . - Molino de martillos tipo cónico granulador de acero inoxidable con motor de 2 HP y velocidad de 1400 r.p.m.

3.- Tamiz clasificador de tamaños, con mallas de nylon intercambiables, con 3 salidas, equipado con motor vertical de 2 HP.

ESTIMACI~N DE COSTOS DE EQUIPO Y SERVICIO

A.- MAQUINARIA Y EQUIPO

DÓLARE S 1.- Báscula para almacén mecánica .................... ..1, 789 2.- Entarimado para recibir la m.p ...................... 850 3.- Descascarador de ajo con motor vertical de 3 HP y

polea de velocidad variable ........................ 2, 286 4.- Ventilador para proporcionar aire al secador ....... 2, 449 5.-Depósito lavador tipo bafflet ....................... 327 6.- Lavador de espreas con motor de 1/4 de HP .......... 474 7.- Depósito de agua con capacidad de 2000 1 equipado

con moto-bomba .................................... l. 388 8 . - Mesa de inspección equipada con banda de hule negro

y motor de 1 HP con reductor de velocidad . . . . . . . . . . 2, 367 9.- Rebanadora de diseño especial equipada con cuchillas

intercambiables motor vertical de 5 HP con reductor de velocidad ....................................... 5 , 388

10.- Secador de lecho fluido acero inoxidable calidad sanitaria con distribuidor de aire . . . . . . . . . . . . . . . . 1, 959

11.- Banda transportadora con banda de hule negro y motor de 1/2 HP ................................... 1, 469

12.- Depósito de acero inoxidable para recibir de ajo deshidratado ....................................... 164

13.- Molino de martillos de acero inoxidable con motor de 2 HP y veloc$dad de 1400 r.p.m . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4, 898

14.- Tamiz con mallas de nylon intercambiables . . . . . . . . . . 3, 592 15.- Tres depósitos de acero inoxidable para separar ca-

da una de las variedades de ajo producidas ......... 620

TOT AL . . . . . . . . . . . . . 30. 020 USD B.- PLANTAS AUXILIARES

DOLARES 1.- Tubería (20% Maquinaria y equipo) ................... 6. 004 2 . . Electricidad (20% I# ) ................... 6. 004 3 . - Estructuras y soportes (5% .......................... l. 501 4 . - Cimentación ( 3 % ) .................................... 901

6 . - Ingeniería (10%) .................................... 3. 002 5.- Instalación (12%) ................................... 3 . 602

37

7.- Servicios y otras facilidades como: preparación del lugar, drenaje, caminos de acceso a la planta, pozos de agua, pintura (10%) .............................. 3,002

TOTAL............. 24,016USD

C. - PLANTA 1.- Terreno, 2000 mz a 13.36 USD/mz ................... 26,720 2.- Construcción de la planta, oficina y laboratorio.... 19,592 3.- Equipo de laboratorio............................... 2,939 4.- Equipo de oficina................................... 1,355 5.- Herramienta (material de mantenimiento)............. 816

TOTAL............. 51,422 USD

ACTIVO FIJO TOTAL = A + B + C = 105,458 USD

D.- CAPITAL DE TRABAJO

1.- Materia prima ( 4 0 días)............................ 235,102 2.- Productos (10 días) ................................ 105,796 3 . - Cuentas por cobrar (15 días de ventas)......... .... 158,694 4.- Disponible en la caja .............................. 5,000 5.- Envases............................................ 2,450

6.- Cuentas a pagar (20 días).................. ........ 117,551 7.- Impuestos acumulados, correspondiente a Ced. IV,

utilidades excedentes, utilidades distribuibles y demás ( 3 % ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ............. 3,164

TOTAL...........

CAPITAL DE TRABAJO = 507042 - 120715 = 386,327 USD

120,715 USD

INVERSI~N TOTAL = ACTIVO FIJO TOTAL + CAP. DE TRAB. = 105458 + 386327 = 491,785 USD

ESTIMACI~N DEL COSTO DE PRODUCCI~N (Base Mensual)

Planta deshidratadora de ajo :

Debido a que se va a operar por lotes, se va a tener una carga cada 3 hr aproximadamente, lo que da origen a tres cargas por día. La carga que se va alimentar al secador es de 1,000 kg de ajo ya preparado (fresco) . Capacidad de producción 1,080 kg/día, base 60-120 días por año.

Se consideran 25 días de labores por mes; producción por mes: 27,000 kg por mes.

Base de depreciación : 10 años o 10 % anual.

a. - Materia prima puesta en la planta para un mes de producción: 3,000 kg/día X 25 dias/mes = 75,000 kg/mes

costo del ajo fresco a 1.0 USD/kg, costo por mes 7,5000 USD

b.- Costos de conversión: 1.- Supervisión de la planta y empleados

DÓ)LARES a).- Director .................................... 653 b).- Ingeniero ................................... 572 c).- Oficinista .................................. 261 d).- veladores (3) ............................... 441 e).- Mecánico .................................... 261

TOTAL . . . . . . . . . . . . . . 2,188 USD

2.- Mano de obra directa a).- Obreros de la............................... 441 b).- Obreros del2 ” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,176

TOT AL.............. 1,617 USD

3.- Envases.......................................... 2,450

4.- Reparación a).- Mano de obra y material necesario . . . . . . . . . . . 327

39

5.- Laboratorio de control a) Químico ....................................... 408 b) Ayudante ...................................... 229 c) Sustancias .................................... 82

TOTAL ............. 719 USD

6. - Servicios a) Energía eléctrica ............................. 1,368 b) Combustible ................................... 500 c) Agua .......................................... 35

TOTAL.. ............ 1,903 USD

7.- Gastos generales ................................. 327

8.- Improvistos ...................................... 327

TOT AL............... 9,858 USD

c.- Cargos fijos correspondientes a:

Amortización ( 10 % del activo fijo) : 10,546/12 = 879 USD

COSTO TOTAL DE PRODUCCIóN = a + b + c = 85,737 USD

PREVISI~N DE LAS GANANCIAS Y RENDIMIENTO DEL CAP1 TAL

De acuerdo a la información, el precio promedio del ajo deshidratado de buena calidad es de 10 USD/kg.

Ventas: 27,000 kg a 10 USD/kg .......................... 270,000 Restando costo de producción ........................... 85,737

GANANCIA BRUTA . . . . . . . . . . . . . 184,263 USD Restando gastos de venta y administración incluyendo impuestos mercantiles(l5% de ventas ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40,500

GANANCIA NETA . . . . . . . . . . . . . 143,763 USD Restando impuestos correspondientes a : Cédula IV, utilidades distribuibles, utilidades exceden- tes (38% de la ganancia neta) .......................... 54,630

Restando 1% de impuestos a la educación . . . . . . . . . . . . . . . . 1,438

GANANCIA NETA DESPUÉS DE IMPUESTOS .................... 87,695

40

GANANCIA NETA DESPUÉS DE IMPUESTOS SOBRE INVERSI~N FIJA:

ganancia neta anual x 100 = 350,780 X 100 / 105,458 = 333 % Activo fijo total

Rentabilidad neta después de impuestos sobre inversión total: qanancia neta anual x 100 = 350,780 * 100 / 491785 = 71 % Inversión total

Recuperación de la planta : 100/71 = 1.4 años

NOTAS : l. - Todos los precios de los motores, bombas, instrumentos de precisión y maquinaria se han investigado por catálogos en casas de distribuidoras: los precios de los diferentes tanques y construcciones como los secadores, entarimados, carros de mano, etc. se han estimado conforme se manden hacer directamente, con la idea de reducir al mínimo la inversión económica. 2.- Los precios estan dados en base a dólares y el tipo de cambio es de N$ 6.0/USD.

41

RESUMEN Y CONCLUSIONES

Para el proyecto se requiere el manejo de una gran cantidad de flujo de aire y esto solo es proporcionado por un ventilador (máquinas centrífugas de velocidad baja que maneja grandes volúmenes a presiones manométricas muy bajas). La otra opción es utilizar un compresor, pero debido a que el flujo es muy grande se requeriría un compresor demasiado grande, provocando esto que el costo sea elevado, lo que descarta su utilización. En el calentamiento del aire utilizado se analizaron dos posibles opciones: -gas natural -energía eléctrica (resistencia)

Se encontró que el costo del gas natural es más económico que la energía eléctrica. Para contrarrestar el costo relativamente más alto de la energía eléctrica, se encuentran las muchas ventajas que se asocian a esta: -la facilidad para obtener temperaturas elevadas. -la seguridad y la conveniencia. -la limpieza a falta de subproductos de la combustión. -la respuesta rápida. -la uniformidad de la temperatura que se puede controlar de manera precisa. -la falta en general de condiciones oxidantes. -la facilidad para producir calor cuando se desea.

Ademis por el alto valor agregado del producto obtenido, es justificable el utilizar energía eléctrica.

En el breve análisis de mercado, se ha encontrado que hay que sustituir las exportaciones que existen de ajo fresco a deshidratado de E.U.A. principalmente, por exportaciones de ajo deshidratado a los diferentes consumidores directamente. Con esto no solo se mejoran las condiciones económicas, sino que también se ayuda a crear nuevas fuentes de trabajo en la provincia mexicana.

AI determinar la capacidad de la planta se examinaron una serie de factores favorables principalmente para la instalación de está, que pueden describirse en la siguiente forma:

a).-Qué la capacidad quedari comprendida con buen margen dentro de la capacidad de ajo fresco que se exporta actualmente a deshidratadoras de E.U.A.

b).-Que no hubiera dificultad en la obtención de la materia prima, previniendo contratos existentes entre cosechadores mexicanos con compradores mexicanos o extranjeros.

42

c).-Qué la inversión económica que se haga inicialmente, sea favorable para capitales de más fricil adquisición, no incluyendo grandes sumas de dinero que harían más fácil su obtención.

El equipo se puede fabricar en México, obteniendo con esto una experiencia en la construcción de éI, para cuando se llegue el caso, sea fácilmente renovado o reemplazado pudiendo usarse también en la deshidratación de otros vegetales como: cebolla, chile, y ciertas clasts de especias, así también complementado con alguna maquinaria especial en la deshidratación de frutas, todo esto en los meses que cede la producción de ajo.

43

J

44

A B R E V I A T U R A S

pa : densidad aparente pe : densidad empacada dp : diámetro de partícula <ps : esfericidad E : fracción de espacios vacios en el lecho L : longitud empacada D : diámetro del secador Vmf : velocidad mínima de fluidización t : tiempo X : humedad en base seca g, gr : gramo T : temperatura

, Vol ,V: volumen prom. : promedo No. : número par : partícula e : empacada a : aparente desp : desplazado Xprom: humedad promedio Tprom: temperatura promedio M : masa P : peso f : frasco m : muestra h : humedad S : seca SS : sólido seco P : presión -

vo : velocidad superficial del aire

B I B L I O G R A F I A

1 . - TREYBAL, R. E. OPERACIONES DE TRANSFERENCIA DE MASA. 2a. ED., EDIT. MC GRAW-HILL. MÉXICO, D.F.

2 . - PALMA FLORES T., POZOS VASQUEZ G. , 1987. SECADO DE GRANOS POR MEDIO DE LECHOS FLtJIDIZADOS. TESIS UAM-I, CBI, MÉXICO, D.F.

3 . - ROMERO, v. J. ADAPTACI~N Y OPERACI~N DE UN SECADOR DE LECHO FLUIDIZADO PARA EL TRATAMIENTO DE ALIMENTOS GRANULARES. TESIS UAM-1, CBS, MÉXICO, D.F.

4. - MORA PONCE RICARDO. ANTEPROYECTO DE UNA PLANTA DESHIDRATADORA DE AJO. MÉXICO, 1963.

5.- ROCHA ABREGA JOSÉ FRANCISCO. ESTUDIO DE LA DESHIDRATACI~N DE AJO EN UN SECADOR AL VACIó. MÉXICO, 1966.

6.- LÓPEZ DECAEN ESPERANZA. ESTUDIO DEL MECANISMO ENCIMATICO DE FORMACION DE VOLÁTILES AROMÁTICOS DEL AJO A LA LUZ DEL &TODO DE JAGER. MÉXICO, 1959.

7 . - S.A.R.H. HORTALIZAS, CONSERVACI~N POR DESHIDRATACI~N. INDUSTRIA ALIMENTARIA. VOL. 10 NO. 2 , MARZO-ABRIL 1988. ÓRGANO INDEPENDIENTE DE DIFUSIÓN TECNOL~GICA PARA COLECCI~N Y CONSULTA. EDITOR ALFA EDITORES TÉCNICOS, S.A.

8. - GONZÁLEZ DE COSIó MANUAL. ESPECIES VEGETALES DE IMPORTANCIA ECONóMICA EN MÉXICO. EDIT. PORRUA, S.A. 1984.

45

APENDICE

I . -PRODUCCION NACIONAL

11.-EXPORTACION

111.-NORMAS DE CALIDAD DEL AJO

IV.-DISEÑO DEL SECADOR Y DISTRIBUIDOR

V.- REQUERIMIENTOS DE POTENCIA PARA EL LECHO FLUIDIZADO

VI. -SELECCION DEL VENTILADOR

VIL-CALCULO DEL CALOR REQUERIDO

VII1.-CALCULO DEL DIAMETRO DE LA TUBERIA Y ACCESORIOS

46

4 6-A

PRODUCCI~N NACIONAL

CULTIVO AJO CICLO AÑ0 AGRÍCOLA 1989

SUP. SEMB. SUP.COSECH. REND I M . PRODUC . ESTADO (Ha) (Ha) ( T o n / H a ) Ton.

R I . TEM. TOT. R I . TEM. TOT. R I . TEM. TOT. R I . TEM. TOT.

AGUASC. B . C A L . B . C A L . S COAH. DURWGO GUAN. JALIS. MICH. NUEV.L. OAX . PUEBLA S.L.P. S INALOA SONORA T M . ZAC .

1148 O 1148 128 O 128 28 O 28 32 O 32 40 O 40

2499 O 2499 7 0 7 6 0 6

36 O 36 30 O 30

292 O 292 203 O 203 25 O 25

441 O 441 78 O 78

1294 O 1294

1148 O 126 O 28 O 27 O 40 O

2484 O 7 0 6 0

36 O 30 O

290 O 203 O 25 O

441 O 56 O

1283 O

1148 126 28 27 40

2484 7 6

36 30

290 203 25

441 56

1283

7.567 0.0 7.567 8687 7.794 0.0 7.794 982 7.357 0.0 7.357 206 9.889 0.0 9.889 267 5.300 0.0 5.300 212 7.086 0.0 7.086 17601 1.571 0.0 1.571 11 2.000 0.0 2.000 12 3.056 0.0 3.056 110 8.767 0.0 8.767 263 6.703 0.0 6.703 1944 7.379 0.0 7.379 1498 0.680 0.0 0.680 17 7.188 0.0 7.188 3170 7.554 0.0 7.554 423 6.386 0.0 6.386 8193

O 8687 O 982 O 206 O 267 o 212 17601

o 11 o 1 2 o 110 O 263 O 1944 O 1498 O 17 O 3170 O 423 O 8193

TOT. 6287 O 6287 6230 O 6230 6.998 0.0 6.998 43596 43596

CULTIVO AJO CICLO AÑO AGRÍCOLA 1990

SUP. SEMB. SUP. COSECH. RENDIM. PRODUC . ESTADO (Ha) (Ha) ( T o n / H a ) ( T o n )

R I . TEM. TOT. R I . TEM. TOT. R I . TEM. TOT. R I . TEM. TOT.

B . C A L . 40 B . C A L . S . 35 COAH. 24 DURANGO 35 GUAN. 2061 NUET7.L. 43 O M . 49 PUEBLA 384

, QUER. 45 S.L.P. 115 SONORA 112 T M . 55 ZAC . 1523

O O O 3 O O O O O O O O O

1040 1040 O 40 38 O 35 34 o 24 24 O 38 35 3

2061 2019 O 43 43 o 49 49 o 384 384 O 45 45 o 115 115 O 112 104 O 55 55 o

1523 1523 O

1040 38 34 24 38

2019 43 49 384 45 115 104 55

1523

8.213 0.0 8.213 8541 6.132 0.0 6.132 233 7.206 0.0 7.206 245 7.750 0.0 7.750 186 6.200 3.7 6.000 217 7.491 0.0 7.491 15125 3.186 0.0 3.186 137 6.306 0.0 6.306 309 6.393 0.0 6.393 2455 7.489 0.0 7.489 337 12.13 0.0 12.13 1395 7.827 0.0 7.827 814 6.745 0.0 6.745 371 7.131 0.0 7.131 10860

O 8541 O 233 O 245 O 186 O 228 O 15125 O 137 O 309 O 2455 o 337 O 1395 O 814 O 371 O 10860

TOT. 5561 3 5564 5508 3 5511 7.485 3.7 7,482 41225 O 41236

4 7

CULTIVO AJO CICLO AÑO AGRÍCOLA 1991

SUP. SEM. SUP. COSECH. REND I M . PRODUC . ESTADO ( H a ) ( H a ) ( T o n / H a ) ( T o n )

R I . TEM. TOT. R I . TEM. TOT. R I . TEM. T O T . R I , TEM. TOT. AGUASC. 1444 O 1444 1444 O 1444 8.124 0.0 8.124 11731 O 11731 B.CAL. 145 B . C A L . S . 31 COAH. 34 C H I H . 7 DURANGO 33 GUAN. 2432 GUERR. 179 HIDALGO 86 JALIS. 9 NAYARI T 1 O M . 56 PUEBLA 418 QUER. 159 S . L . P . 73 S INALOA O SONORA 316 T M . 18 ZAC . 1534

O 145 O 31 O 34 O 7 O 33 O 2432 O 179 O 86 O 9 O 1 O 56 O 418 O 159 O 73 12 12 O 316 O 18 O 1534

144 O 31 O 34 o 7 0 33 o

2428 O 179 O 86 O 9 0 1 0 56 O 418 O 155 O 73 o

O 0 298 O 17 O

1534 O

144 5.583 0.0 5.583 804 O 804 31 5.968 0.0 5.968 185 O 185 34 7.147 0.0 7.147 243 O 243 ,7 2.143 0.0 2.143 . 15 O 15 33 5.758 0.0 5.758 190 O 190

2428 7.738 0.0 7.738 18788 O 18788 179 4.391 0.0 4.391 786 O 786 86 4.895 0.0 4.895 421 O 421 9 4.556 0.0 4.556 41 O 41 12.000 0.0 2.000 2 0 2 56 6.571 0.0 6.571 368 O 368 418 7.220 0.0 7.220 3018 O 3018 155 9.658 0.0 9.658 1497 O 1497 73 8.274 0.0 8.274 604 O 604 o 0.000 0.0 0.000 O 0 O

298 6.440 0.0 6.440 1919 O 1919 17 7.118 0.0 7.118 121 O 121

1534 6.938 0.0 6.938 10643 O 10643

TOT 6975 12 6987 6947 O 6947 7.395 0.0 7.395 51376 O 51376

48

CULTIVO AJO CICLO AÑ0 AGRICOLA 1992

S U P . SEMB. SUP. COSECH. RENDIM. PRODUC . ESTADO ( H a ) ( H a ) ( T o n / H a ) (Ton)

R I . TEM. TOT. R I . TEM. TOT. R I . TEM. TOT. R I . TEM. TOT. AGUASC. 1576 O 1576 1576 O 1576 7.957 0.0 7.957 12540 O 12540 B.CAL. 157 O 157 156 O 156 5.878 0.0 5.878 917 O 917 B.CAL.S. 69 18 87 69 8 77 4.870 3.0 4.675 336 360 COAH. CHIAPAS DURANGO GUAN. GUERR. H I DALGO JALIS. MEXICO

. MICH. NuEV.L . O M . PUEBLA QUER. S .L .P . SONORA TAMAUL . T M . ZAC .

171 5

68 2749 177 75 43 7 2

128 93

558 195 201 429

9 29

1754

O O O 7 O O O 5 O

20 O O O O O 6 O O

171 171 O 171 8.667 0.0 8.667 1482 O 1482 5 5 0 5 0.400 0.0 0,400 2 0 2

68 68 O 68 5.926 0.0 5.926 403 O 403 2756 2743 7 2750 6.957 5.9 6.955 19084 4119125 177 177 O 177 4.751 0.0 4.751 841 O 841 75 75 o 75 5.600 0.0 5.600 420 O 420 43 43 o 43 8.140 0.0 8.140 350 O 350 12 7 5 12 6.917 5.0 6.917 58 25 83 2 2 0 2 8.000 0.0 8.000 16 O 16

148 128 20 148 2.867 2.4 2.797 367 47 424 93 91 o 91 6.385 0.0 6.385 581 O 581

558 558 O 558 8.855 0.0 8.855 4941 O 4941 195 195 O 195 10.272 0.0 10.272 2003 O 2003 201 178 O 178 10.663 0.0 10.663 1898 O 1898 429 402 O 402 6.147 0.0 6.147 2471 O 2471 15 9 6 15 3.000 2.3 2.733 27 14 41 29 29 O 29 8.138 0.0 8.138 236 O 236

1754 1754 O 1754 7.651 0.0 7.651 13419 O 13419

TOT. 8495 5 6 8551 8436 46 8482 7.396 3.3 7.374 62392 62543

4 9

VALOR DE LA PRODUCCION NACIONAL

CULTIVO AJO CICLO: AÑ0 AGRICOLA 1989

PRODUCCION PRECIO MEDIO RURAL VALOR DE LA PROD.

R I . TEM. TOT. R I . TEM. TOT. R I . TEM. TOT. AGUASC. 8687 O 8687 1872619 O 1872619 16267441 O 16267441 B . C A L . 982 B . C A L . S . 206 COAH. 267 DURANGO 212 GUAN. 17601 JALIS. 11 MICH. 12 NUEV.L. 110 O M . 263 PUEBLA 1944 S.L.P. 1498 S INALOA 17 SONORA 3 17 O TLAX. 423 ZAC . 8193

O 982 1706634 O 206 1471311 O 267 1688764 O 212 1749189 O 17601 1929903 O 11 1700000 O 12 1750000 O 110 1520000 O 263 2300000 O 1944 1566767 O 1498 1763885 O 17 2000000 O 3170 1683890 O 423 2039946 O 8193 1889297

O O O O O O O O O O O O O O O

1706634 1675915 O 1675915 1471311 303090 O 303090 1688764 450900 O 450900 1749189 370828 O 370828 1929903 33968218 O 33968218 1700000 18700 O 18700 1750000 21000 o 21000 1520000 167200 O 167200 2300000 604900 O 604900 1566767 3045795 O 3045795 1763885 2642300 O 2642300 2000000 34000 O 34000 1683890 5337930 O 5337930 2039946 862897 O 862897 1889297 15479008 O 15479008

~ ~~ ~ ~~~ ~

TOT. 43596 O 43596 1863706 O 1863706 81250122 O 81250122

5 0

CICLO: ASIO AGRÍCOLA 1990

PRODUCCION P R E C I O MEDIO RURAL VALOR DE LA PROD. ESTADO ( T o n ) ($/Ton) (MILES DE PESOS)

R I . TEM. TOT. R I . TEM. TOT. R I . TEM. TOT. AGUASC. 8541 O B.CAL. 233 B.CAL.S. 245 COAH. 186 DURANGO 217 GUAN. 15125 NUEV. L. 137 OAX . 3 0 9 PUEBLA 2455 QUER. 337 S .L .P . 1395 SONORA 814 TLAX. 371 ZAC . 10860

8541 296994~4 O 2969944 25366292 O 25366292 O 233 O 245 O 186

11 228 O 15125 O 137 O 3 0 9 O 2455 O 337 O 1395 O 814 O 3 7 1 O 10860

6396167 2224135 1935484 4727000 3077892 1003650 3518000 1703670 1993481 3766164 3390919 2245283 2606745

O O O

8E5 O O O O O o O O O

6396167 2224135 1935484

4537539 3077892 1003650 3518000 1703670 1993481 3766164 3390919 2245283 2606745

1490307 O 1490307 544913 O 544913 360000 O 360000

1025759 9E3 1034559 46553112 O 46553112

137500 O 13'7500 1087062 O 1087062 4182509 O 4182509

671803 O 671803 5253799 O 5253799 2760208 O 3390919

833000 O 833000 28309249 O 28309249

TOT. 41225 11 41236 2876301 8E5 2875747 118575513 9E3 118584313

51

CICLO AÑ0 AGRICOLA 1991

PRODUCCI~N PRECIO MEDIO RURAL VALOR DE LA PROD. E S T A D O ( T o n ) ( $ / T o n ) (MILES DE PESOS) RI . TEM. TOT. RI . TEM. TOT. 11731 O 11731 3017956 O 3017956 B.CAL. 804 O 804 6930444 O B.CAL.S 185 O 185 3212973 O COAH. 243 O 243 1532284 O CHIH. 1 5 O 1 5 1 O P r ) O O O O DURANGO 190 o 190 5141053 O GUAN. 18788 O 18788 2913934 O GUERR. 786 O 786 3200000 O HIDALGO 421 O 421 2908209 O JALIS. 41 O 41 3925000 O NAYARI T 2 0 2 2000000 o O M . 368 O 368 2751875 O PUEBLA 5018 O 3018 1392985 O QUER. 1497 O 1497 2925885 O S.L.P. 604 O 604 4261406 O S INALOA O 0 O O 0 SONORA 1919 O 1919 3564802 O T M . 121 o 121 2751240 O ZAC . 10643 O 10643 2153366 O

RI. TEM. TOT. AGUASC. 35403647 6930444 3212973 1532284 1000000 5141053 2913934 3200000 2908209 3925000 2000000 2751875 1392985 2925885 4261406

O 3564802 2751240 2153366

O 35403647 5572077 O 594400 O 372345 O 15000 O

976800 O 54746992 O 2515200 O 1224356 O 160925 O

4000 O 1012690 O 4204028 O 4380050 O 2573889 O

O 0 6840855 O 332900 O

22918279 O

5572077 594400 372345 15000

976800 54746992 2515200 1224356 160925

4000 1012690 4204028 4380050 2573889

U

6840855 332900

22918279

TOT. 51376 O 51376 2799915 O 2799915 143848433 O 143848433

52

CICLO AÑ0 AGRÍCOLA 1992

PRODUCCI~N PRECIO MEDIO RURAL VALOR DE LA PROD. ESTADO (TON) (N$/TON) NUEVOS PESOS

RI.TEM. TOT. RI. TEM. TOT. RI . TEM. TOT. AGUASC. 12540 O 12540 3645.73 O 3645.73 45717504 O 45717504 B.CAL. 917 O 917 6447.67 O 6447.67 5912514 O 5912514 B.CAL.S. 336 24 336 4015.54 6000 4147.84 1349222 1493222 COAH. 1482 O 1482 5220.86 O 5220.86 7737317 O 7737317 CHIAPAS 2 0 2 2500.00 O 2500.00 5000 O 5000 DURANGO 403 O 403 5007.44 O 5007.44 2018000 O 2018000 GUAN. 19084 41 19125 2916.46 2000 2914.50 55657802 55739802 GUERR. 841 O 841 3500.00 O 3500.00 2943500 O 2943500 HIDALGO 420 O 420 2997.14 O 2997.14 1258800 O 1258800 JALIS. 350 O 350 3956.03 O 3956.03 1384612 O 1384612 MEXICO 5 8 25 83 3965.52 5000 4277.11 230000 355000 MICH. 16 O 16 1000.00 o 1000.00 16000 O 16000 NUEV.L. 367 47 414 3938.42 3850 3928.38 1445400 1626350 O M . 581 O 581 2694.63 O 2694.63 1565580 O 1565580 PUEBLA 4941 O 4941 1793.39 O 1793.39 8861160 O 8861160

QUER. 2003 O 2003 2826.13 O 2826.13 5660739 O 5660739 S.L.P. 1898 O 1898 4224.21 O 4224.21 8017554 O 8017554 SONORA 2471 O 2471 3500.00 O 3500.00 8648500 O 8648500 TAMAUL . 27 14 41 5000.00 2500 4146.34 135000 O 135000 T M . 236 O 236 4296.61 O 4296.61 1014000 O 1014000 ZAC . 13419 O 13419 1687.34 O 1687.34 22642482 O 22642482

TOT. 62392 62543 2920.58 3754 2922.59 182220686 18278736

5 3

EXPORTACION DEL AJO AÑ0 1992

PAIS EXPORTADOR : MEXICO

PA1 S

ALEMANIA AUSTRALIA AUSTRIA BELGICA BELICE CANADA CUBA

. E.U. FRANCIA PUERTO RICO REINO UNIDO SUIZA

UNIDAD Y VALOR EN PRECIO CANTIDAD MILLONES DE POR Kg

45388 72900 10000

148990 6527

137304 99

12424102 700618 54696 54340 94969

197 254 53

515 25

468 1

38014 2699 165 286 254

4340.35 3484 -23 5300.00 3456.61 3830.24 3408.50 10101. o1 3059.70 3852.31 3016.67 5263.16 2674.56

TOTAL 13757933 42931

I NORMAS DE CALIDAD PARA EL AJO

A) NORMA DE LOS ESTADOS UNIDOS DE NORTEAMERICA*. (TITULO 7 CFR PARTE 51, SUBPARTE .3880) .

G R A D O .

'Tl.S. N o . 1" consistirá en ajo de variedades con características similares (1) , el cual estar maduro y sano ( 2 ) , compacto (3) , con dientes o bulbillos bien llenos y completamente desarrollados ( 4 ) , libre de moho, hongos, pudriciones, dientes quebrados y dañados (5) , como tierra y manchas (Sa) , decoloraciones (5b) , quemaduras de sol (5c) , cortes o rajaduras, retoños, tallos (5d) , raíces, enfermedades, daños por insectos o causados por medios mecánicos o de cualquier otro tipo.

Cada bulbo o cabeza deberá estar perfectamente bien encerrada en su membrana o forro exterior.

A menos que se especifique otra cosa, el diámetro mínimo de cada bulbo no deberá ser menor de una y media pulgadas.

TOLERANCIAS

Con el fin de permitir otras variantes, además de las relativas a tamaño e incidentes imputables a las operaciones de selección y manejo, podrá permitirse sin que llene los requisitos establecidos para este grado, las siguientes: -Por defectos, no más del 10% en peso del ajo contenido por cada bulto o paquete, incluyendo en este 10 % de tolerancia; el 2% como máximo de ajo afectado por pudrición.

especificado para el grado. -Por tamaño, el 5% en peso de tolerancia, puede variar del tamaño

NO CLASIFICADO

Será el ajo que no ha sido clasificado de acuerdo con el grado anterior (U. S . No. 1) . El termino "no clasificado" no es un grado dentro de estas normas, sino que se emplea para señalar que no se ha asignado grado de clasificación al lote.

APLICACI~N DE TOLERANCIAS.

INSTRUCCIONES PARA LA INSPECCI~N.

La tolerancia para l a s normas s e f i j a teniendo como base l a s condiciones en que se encuentra e l contenido de un paquete, bulto o unidad de envió. S i n embargo, algunos bultos pueden d i f e r i r de l a s tolerancias que se especifican en párrafos siguientes, siempre y cuando e l promedio obtenido para e l l o t e en conjunto (basado en inspecciones del contenido de bultos) este dentro de la tolerancia especificadas siguientes:

- Para una tolerancia de 10% o mayor, los paquetes individuales en cualquier lote no deberán contener más de una y media veces l a tolerancia especificada, exceptuándose esto cuando los bulbos contienen 1 5 especímenes o menos, pues entonces l o s bultos podrán contener no más del doble de la tolerancia especificada para e l grado. - Para una tolerancia de menos del lo%, los paquetes individuales

en cualquier lote deberán contener no más del doble de l a tolerancia especificada, puede haber sido permitido sin llenar los requisitos que se establecen.

DISEÑO DEL SECADOR

De acuerdo a la densidad empacada y a la cantidad de materia prima a deshidratar se obtiene el volumen, lo que da las dimensiones del secador.

pe = M/V ; V = M/pe

Entonces : V = l.OOE6/0.9440 g/cm = 1.060E6

Donde V = 27cr * 1 suponiendo 1 = 150 cm

se tiene r = 33.5 cm

La longitud total del secador es 2*1 para tener un margen libre de fluidización.

Entonces las dimensiones del secador son D = 70 cm y L = 300 cm

DISEÑO DEL DISTRIBUIDOR

Teniendo :

pg(80°C) = 9.99 E-04 g/m3 dt = 70 cm Uo = 328.63 cm / S

(80°C)= 2.87 E-04 g/cm S

Entonces calculamos la caida de presión: AP = 230 ( 1 - 0.4374) (0.9440- 9.995 E-04) = 122.02 XIIII H20

Calculo de la caída de presión en el distribuidor APd= 0.1 (122.0%) = 12.2 mm H20

sacando el número de Reynolds

Re = 70 * 9.995 E-04 * 328.63 / 2.87 E-04 = 80,115

Teniendo el número de Reynolds se tiene C'd = 0.6.

Entonces se obtiene l a velocidad superificla del or i f i c io :

Uor = 0.6 2*980*12.2 /9.995 E-04 = 29,347 m/s

Se t i e n e l a fracción de área abierta:

Uo/Uor = 328.63/2934.70 = 0.112

Relación entre e l número y e l tamaño de o r i f i c i o s u. = n dor * Uor * Nor / 4 ; Nor = 4 U0 /n dor*Uor

D e acuerdo a l a ecuación anterior se tiene l a siguiente tabla :

dor (cm) 0.05 0 .10 0.20 0.40 0.60 0.80 Nor (Nor/&? ) 57 .O3 14.26 3.56 0.89 0.40 o -22 ~~

Entonces se seleccinó un diámetro de o r i f i c i o de O .4 cm y un Nor de 0.89 No/cmz .

Como e l diámetro del dis tr ibuidor es de 70 cm, pero existe una área de tapa que no contiene orif icios, que es donde sale e l producto, est área tiene un diámetro de 5 cm; restando esta área del área total del distribuidor se tiene el área a l a cual se l e v a n a hacer los or i f i c ios . Entonces el número de or i f i c ios to ta les es de 8387.

REQUERIMIENTOS DE POTENCIA PARA EL LECHO FLUIDIZADO

Para una operación real con baja fricción y efectos de calor: wsa = Wsi/q. Para aire: y = cp/Cv = 1 . 4 . Eficiencia del ventilador 80%. El aire entra a 25OC.

La caída de presión del plato distribuidor debe ser como mín' o el 10% de la caída de presión a través de la cama:

-Wsa/hr = 1 . 4 / ( 1 . 4 - 1 ) PzVz [ I 1/q suposición de gas ideal

-Wsa/hr = 4 . 3 7 5 P2v2 ( 1 - P2 V2 = flujo volumétrico.

[ ( 1 . 4 - 1 . 0 ) / 1 . 4 ] f (-217)

La caída de presión a través del lecho esta dado por: P3 - P4 = L ( 1 - E ) ( ps - p g ) g/gc ps = 0 . 9 4 4 g/cm3 E = 0 . 4 3 7 4

p g = 1.19463-003 g/cm3 (a 25OC)

P3 - P4 = 1 0 0 cm (1 - 0 . 4 3 7 4 ) ( 0 . 9 4 4 - 1.19463-003 )g/cms (980 cm/seg. ) (cm2 . atm)

x """""""""- x """""" (980 g.cm/segZ.g-wt) (1033 g-wt)

P3 - P4 = 0 . 0 0 5 1 3 5 atm, caída de presión a través del lecho.

Como aproximación; la caída de presión a través del distribuidor es 10% de la caída de presión a través del lecho: P2 - P3 = 0 . 1 ( P3 - P4 ) = 0.005135 atm. Por lo tanto la presión del gas en el distribuidor es: P2 = P4 + P3 - P4 + P2 - P3 P2 = 1 atm + 0 , 0 5 1 3 5 atm + 0 . 0 0 5 1 3 5 atm P2 = 1 . 0 5 6 5 atrn P3 = 1 . 0 5 1 4 atrn

Calculo de la velocidad superficial : vo

Flujo manejado en la planta piloto = 3 5 ft3/min. Diámetro del distribuidor: D = 8 cm. Área A = ( 7 c D 2 ) / 4 = 0 , 0 5 4 1 ft2 , del distribuidor v = flujo / área La velocidad superficial vo = 3 2 8 . 6 3 cm/seg.

El flujo necesario para fluidizar la muestra ( 1 0 0 0 Kg):

Diámetro del distribuidor = 70 cm (diseñado): Área = 3848.451 cm2 Flujo volumétrico = vo x área Flujo volumétrico = 1264717.8 cms/seg = 2679.7 ft3/min (para un diámetro = 70 cm del lecho)

Por lo tanto: -Wsa/hr = 4.375 (1.0565 atm)(1258.565 l/seg)

(-2/7) [l - ( 1.0565) lx(O.1359 HP.seg/l.atm)

-Wsa/hr = 12.4 HP.

SELECCIóN DEL VENTILADOR

Al seleccionar el ventilador se deben tener muy encuenta los requerimientos de: - ~ l flujo que se tiene que manejar, en este caso; es muy grande el flujo de aire (V=2700 ft3/min). -La potencia del motor, mínimo 13 HP. Para cumplir con lo anterior, se selecciono: -Un ventilador de presión Modelo Turbaire. -Especificaciones: Turboventilador de un solo paso con capacidad hasta de 6350 fts/min y presiones de 32 oz,con aplicaciones en; transporte neumático, aire de combustión, secado de pintura, hornos de secado, etc.

El costo del ventilador es aproximadamente de: N$15000.00.

CALCULO DEL CALOR REQUERIDO

Para calentar 35 ft3/min (2S0C, 1 atm) de aire desde 25OC a

Tomando una composición del aire: 79% N2, 21% 02 . Flujo = 0.6804 mol/seg, del aire. PM medio =29 Densidad del aire (2SoC, latm) = 1.19463-003 g/cm3=33.83 g/ft3 Cp(J/molOC) = 28.94+0.4147E-002T+0.3191E-O05T2-l.965E-O09T~ rango( O - 1500 OC), para el aire.

80 OC:

8 0

AH = J25(28.94 + 0,4147E-002T + 0.3191E-005T2-1.965E-O04T3)dT **** AH = 1604.1825 J/mol **** Balance de energía.- Despreciando las contribuciones provenientes de los cambios de energía cinética y potencial, así como el trabajo de eje:

Q =AH (sistema abierto) = nAH T2

AH = IT1 Cpm(T)dT ; Cpm(T) = cyiCpi(T) Calculo: Q = (0.6808 mol/seg)x1604.18 J/mol = 1091.546 J/seq. Calor requerido para calentar : V = 2679.7 ft3/min (25OC, latm) de aire de 25 OC a 80 OC. calculo:

V =(2679.7 fts/min ) (33.83 g/ft3) (lmo1/29g) (lmin/60seg) = 52.1 mol/seg

AH no cambia : AH = 1604.1825 J/mol Q = (52.1 mol/seg)(1604.1825 J/mol) = 83578.14 watts. Suponiendo que alimentamos : 307.84 mol/hr de gas natural obtenemos:

Valor calorífico del gas natural : 54 kJ/g = 23000 Btu/lbm.

Q =( 543+003 J/g) (307.84 mol/hr) (18.1 g/mol) (3600 seg/hr) Q = 83578.5 J/secr, calor proporcionado por el gas.

CALCULO DEL DIÁMETRO DE LA TUBERíA Y ACCESORIOS

Datos para el secador de la planta piloto: D = 2.5 cm Área = 4.91 cm2 = 5.33-003 ft2 Para un flujo de 100 fts/min

velocidad = (100 ft3/min)/(5.3E-003 ft2) = 18926.5 ft/min

Para un flujo = 1264717.8 cms/seg Área = 131.6 cm2 D = 13 cm = 130 mm = 5.1 plg.

= 9614.774 cm/seg

Del libro del CRANE.- Tubería de acero comercial Para: Cédula 40

Medida nominal = 6 plg. Diámetro exterior = 168.3 mm Diámetro interior = 154.1 mm Espesor = 7.11 mm

Rugosidad relativa = 0.00029 = e/d Número de Reynols = 474373.5 , región turbulenta. Factor de fricción : Ft = 0.0155 Factor de resistencia @@Kt@. Válvulas de compuerta : K = 8*Ft

K = 0.124 Codos estándar de 90 : K = 30*Ft

K = 0.465

60

COSTO DE LA TUBERÍA

Para tubería cédula 40, acero comercial norma X , 6 plg. de diámetro nominal.Presentación de 6 metros, sin costura.Costo = N$ 660/metro = $ 110 dólares/metroLos codos y las Ts se hacen del mismo material. COSTO DEL GAS NATURAL La densidad del combustible líquido es = 320 g/l Tiempo de operación del secador para cada carga: t=1.667 hr Calor requerido para calentar el aire: Q = 83578 J/mol, esto se obtiene alimentando al horno con 308 mol /hr de gas natural. calculo:

( 320 g/l) (1 1/ NS0.8) (mo1/18.1 g) (1 hr/308 mol) (1/1.667 hr) = 0.0436 1/N$.

Por lo tanto: NS23.00, costo del gas para una carga. Para 3 cargas al día = N$ 69.00 = $ 11.55 dólares.

COSTO DE LA ELECTRICIDAD

Calor requerido: Q = 83578.14 J/seg Costo de la electricidad para uso industrial : N$0.80/kw.hr t = tiempo de operaci6n para cada carga. cálculos: 83578.14 watts x 1.667 hr = 139.325 kw.hr 139.325 kw.hr x ( N$ 0.8 / 1 kw.hr) = NS111.46, para cada carga. Para tres cargas al día : N$334.38 = $ 55.74 dólares.

.

9

62

UBICACION DE LAS PARTES PRINCIPALES DE LA PLANTA DESHIDRATADORA

I

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

RECEPCTON DE 3WTERIA PRIMA

ALRlACEN DE MATERIA PRIMA

ALMACEN DE ENVASES ,

ALMACEN AliXlLLAR

SANITARIOS

ENTRADA DE PERSONAL

COMEDORES

DEPOSITO DE HERRAMIENTAS

ALMACEN DE L PRODUCTO

LABORATORIO DE CONTROL DE CALIDAD

OFICINA DE ADMINISTRACION

AREA DE PREPARACION

AREA DE DESHDRATACION

SALA DE EMPAQUE

15 SALIDA DEL PRODUCTO

J

6 3

DIAGRAMA DE LAYOUT

13

42

7 8

I 1 ‘

I