ACT. 2 DIAGNOSTICO Y PROPUESTA EMPRESARIAL

ANÁLISIS DEL CICLO DE LA VIDA

358047_11

LILIANA ANDREA FLÓREZ VARGAS

TI. 96062006258

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

UNAD

SAN JOSE DEL GUAVIARE, COLOMBIA

SEPTIEMBRE DE 2014

ACT. 2 DIAGNOSTICO Y PROPUESTA EMPRESARIAL

1. TRABAJO INDIVIDUAL OBJETIVO DEL ANÁLISIS DEL CICLO DE VIDA DE LA PANELA Realizar un análisis del ciclo de vida de la panela, en su etapa de producción en el trapiche del Municipio de Calamar Guaviare, permitiéndome identificar los parámetros para la elaboración de este producto, la normatividad, actividad económica y las diferentes falencias que se puedan encontrar en este proceso. La meta del siguiente ACV es conocer el ciclo de vida de la panela, ya que es un producto

propio y muy tradicional en nuestro país Colombia, representa uno de los principales

sustentos de las familias campesinas, las que la producen casi que de manera artesanal,

debido a la falta de industrialización y producción a gran escala.

Además de identificar todos los momentos de su proceso, la materia prima, los insumos,

las instalaciones, la cadena de valor, desechos, en otras palabras conocer el nacimiento,

desarrollo y fin del producto.

Los alcances del Análisis del ciclo de vida de la Panela es permitirnos conocer el proceso de la elaboración de la panela tradicional colombiana, esclareciendo sus diferentes parámetros de producción. Identificando las diferentes etapas de su cadena de valor, conocer las prácticas tradicionales e identificar las deficiencias en cuanto a normatividad ambiental, los límites de este ACV, son la falta de conocimientos técnicos para la producción de panela en el Municipio de Calamar, ya que no se cumplen todos los parámetros y estudios químicos necesarios para realizar un producto de la más alta calidad.

ADQUISICIÓN

DE INSUMOS

PROCESAMIE

NTO

PRODUCC

IÓN

CO

MER

CIA

LIZAC

IÓN

CO

NSU

M

O

TERRENOS: LOTE DEL

CULTIVO DE LA CAÑA,

MOLINOS Y TRAPICHE.

COMPONENTE

HÍDRICO,

ATMOSFÉRICO, FÍSICO,

BIÓTICO.

ADECUACIÓN DEL

TERRENO

SIEMBRA, CONTROLES

Y COSECHA DE LA

CAÑA.

APRONTE (RECOLECCIÓN

Y TRANSPORTE DE LA

CAÑA DE AZÚCAR)

MOLIENDA,

EXTRACCIÓN DE JUGOS,

PRE LIMPIEZA Y

LIMPIEZA.

EVAPORACIÓN y

CONCENTRACIÓN.

PUNTEO

(IDENTIFICACIÓN DEL

“PUNTO” DE LA MIEL).

BATIDO Y MOLDEO DE

LA PANELA

EMPAQUE ALMACENAMIENT

O.

APROVECHAMIENTO DE

RESIDUOS. (BAGAZO

COMO COMBUSTIBLE,

MELAZA.

CONSUMO INTERNO

EXPORTACIONES

CAL BALZO CERA

MINORISTAS MAYORISTAS

CAÑA

JUGOS

BAGAZO

SUSTANCIAS

CLARIFICANTES

JUGOS

CAL

JUGOS

MIEL

GASES DE

COMBUSTIÓN

(ENERGÍA)

AIRE

CENIZA

Imágenes y algunos conceptos tomados de ALBA, Adriana, REINA, Juan, ACERO,

Thimy, Análisis de factibilidad de un proyecto que utilice el bagazo de caña panelera como

materia prima para la producción de bioetanol y papel, Universidad del Rosario,

PROCESO PRODUCTIVO DE LA PANELA

MATERIA PRIMA

MOLIENDA

ENCALADO

CLARIFICACIÓN

PUNTEO

BATIDO Y ENFRIAMIENTO

PANELA

COMBUSTIÓN

CORTE Y TRANSPORTE DE LA CAÑA

La caña debe cortarse cuando llega a su estado de madurez, el cual se da entre los 12 y

los 30 meses de edad. Es importante realizar el corte oportuno y lograr la proporción

adecuada entre ºBrix (19-22), azúcares reductores y pH.

El corte puede ser parejo o por entresaque, en este último se cortan solo las cañas

adultas; se eliminan los cogollos y las hojas y se precede arrumar.

El transporte de la caña del campo al trapiche, se hace mediante tractores, camiones,

caballos, mulas y bueyes.

MOLIENDA O EXTRACCIÓN

La extracción del jugo de la caña se lleva a cabo en el molino. El molino es una máquina

con tres rodillos estriados (mazas) por los cuales se pasa la caña para hacer la extracción

del jugo o guarapo y separarlo del bagazo.

Las mazas son los elementos que realizan el trabajo de molienda.

El rayado y calibración de las masas, así como la correcta revolución del motor,

garantizan un buen porcentaje de extracción de jugo.

El guarapo extraído se almacena en tanques, y luego éste pasa al tanque descachazador

por medio de bombas o por gravedad.

CLARIFICACIÓN O LIMPIEZA

La limpieza del jugo se efectúa tradicionalmente en fondos de acero inoxidable., los

cuales se encuentran ubicados al final de la hornilla, con una temperatura aproximada de

40 - 60°C, donde se da inicio al descachazado.

Actualmente se está introduciendo el uso de pre limpiadores. Su diseño consiste en un

tanque de forma rectangular, de un metro de largo por 30 cms. de ancho y 60 de altura,

con fondo en forma de V y una tabla retenedora de impurezas cercana a un extremo.

Las impurezas más pesadas como la arena y el lodo se van al fondo, los residuos livianos

y el bagacillo flotan formando un colchón, el cual es retirado manualmente; el jugo limpio

sale por la parte intermedia.

Además del prelimpiador, se adiciona al jugo extractos mucilaginosos provenientes de la

corteza macerada de árboles como el guácimo (Guazuma ulmifolia lamark), el balso

(Ochroma lagopus sw) y el cadillo (Triumfetta lapull).

Estos agentes clarificantes en presencia de agua tibia, forman una baba, la cual al

adicionarse al jugo, forma con los sólidos en suspensión y otras impurezas del jugo un

producto aglutinado, llamado cachaza, que al flotar permite separarla manualmente por

medio de cucharones.

En algunos trapiches es común la adición de cal, pero no precisamente como un

clarificante, se utiliza principalmente para ajustar el PH de los jugos, que generalmente

debe encontrarse entre 5.2 y 5.6, para que el producto sea de óptima calidad.

CONCENTRACIÓN

Esta fase consiste en elevar el contenido de azúcar en el jugo, de 20 a 70 ºBrix

aproximadamente. En esta etapa es importante un manejo adecuado de la miel, ya que

este proceso incide directamente en la textura final de la panela.

La concentración se efectúa en hornos quemadores que utilizan el bagazo de la misma

caña para calentar uno o varios recipientes en los cuales se limpian, clarifican, evaporan

y concentran los jugos de la caña hasta obtener la meladura o las mieles que permiten

fabricar la panela.

PUNTEO

Es la fase mediante la cual se da el punto final a la miel para obtener la panela. Se verifica

en la última paila. El punto de la panela lo establece el operario experto de varias formas:

Se toma una muestra y se introduce en agua, agitando constantemente, hasta que forme

una melcocha transparente, la cual se compacta en forma de esfera, ésta es lanzada

contra una superficie, si rebota está en el punto

Se observa formación de hilos con el remellón (cucharón) durante el escurrido.

En los dos casos, los ºBrix oscilan entre 89 y 91 y la miel alcanza temperaturas alrededor

de 118 a 125ºC.

BATIDO

Obtenido el punto, se deposita la miel en una batea (de acero inoxidable preferiblemente,

o en madera) con el fin de enfriar la mezcla (90ºC aprox.) y permitir la formación de

gránulos, se bate constantemente con espátulas llamadas mecedores (cagüingas) a fin

de que aclare y enfríe, durante 5-7 minutos.

MOLDEO

La masa casi fría se vierte sobre moldes de madera previamente colocados sobre una

superficie plana, los cuales presentan diferentes formas, según las necesidades del

cliente así: cuadrados de 1lb, 11/4 lb, 2 lb y 125 g; o redondos de 1lb llamados gaveras.

La masa se deja enfriar completamente hasta su endurecimiento, luego se retira el molde

y se procede al conteo.

EMPAQUE

La panela se empaca en papel Kraft, el número de unidades depende de la presentación:

redonda de libra x 48 unidades, Cuadrada de libra x 24 unidades, cuadrada 11/4 libra X

12 unidades, cuadrada por 125 g y Redonda ¾ de libra x 48 unidades.

La panela que se distribuye a los supermercados, es comercializada en empaque de

polipropileno termoencogible y las presentaciones son: Redonda (1000 g) y Cuadrada de

125 g X 8 Unidades (1000 g).

ALMACENAMIENTO

La panela se almacena en cuartos cerrados a temperatura ambiente mientras es

trasportada a la bodega donde se comercializa, allí es almacenada sobre estibas para

evitar el deterioro de los empaques por roedores e insectos.

Se recomienda durante el almacenamiento tener en cuenta tres factores que afectan la

calidad del producto:

Grado de higroscopicidad del producto

Temperatura del cuarto de almacenamiento

Humedad relativa del ambiente.

(BARONA, Alejandro, “Proceso de Elaboración De La Panela”, Enero 2008, Recuperado el 20 de

Agosto de 2014 de http:/www.gloriapatriciamera.blogspot.com/2008/01/proceso-de-elaboración-

de-panela.html)

BALANCE DE MATERIA DEL PROCESO PRODUCTIVO

Fuente: Balances de Masa y Energía en el Proceso de Producción en la Fabricación de Panela,

Recuperado el 22 de septiembre de 2014 de

http://www.tecnologiaslimpias.org/html/central/311802/311802_proc.htm#PROCESO DE

PRODUCCION.

BALANCES DE MASA Y ENERGIA

Unidad (1 Tonelada)

Para la producción de una tonelada de PANELA en la actividad industrial " FABRICACION DE PANELA ", se registran las siguientes entradas y salidas.

Entradas másicas del proceso (Ton). Salidas másicas del proceso (Ton).

Caña de azúcar 8.064 Bagazo Verde 3.63

Cal 8.9E-5 Lodos 0.081

Balso 1.05E-5 Cachaza 0.322

Clarol 1.23E-4 Agua 2.944

Antiespumante 2.9E-4 PANELA 1

Anilina 7.02E-5

Los datos presentados son calculados por el Grupo de Investigación del Convenio UIS - IDEAM, a partir de la información bibliográfica y del campo. Fuente: Balances de Masa y Energía en el Proceso de Producción en la Fabricación de Panela,

Recuperado el 22 de septiembre de 2014 de

http://www.tecnologiaslimpias.org/html/central/311802/311802_proc.htm#PROCESO DE

PRODUCCION.

Total de materias primas (Ton) 29.164 = Caña de azúcar 8.064 + Cal 8.9 + Balso 1.05 + Clarol 1.23 + Antiespumante 2.9 + Anilina 7.02

Total producto = 1 ton Panela

Total de Residuos de productos (Ton) 6.977 = Bagazo verde 3.63 + lodos 0.081 + Cachaza 0.322 + Agua 2.944

Materiales de entrada = salida de materiales + materiales almacenados en planta

Materiales almacenados en planta = Materiales de entrada – Materiales de salida

Materiales almacenados en planta 21. 187 = 29.164 – 7.977

Hice la aclaración de las materiales almacenados en planta porque no tengo los datos de dichos materiales como los desechos de caña seca almacenados, residuos sólidos de la caña, y el bagazo utilizado como combustible, entre otros desechos y pérdidas de materia.

Requerimientos Energéticos:

Energía Eléctrica = 4,8 KW.h

Energía térmica = 24.837,76 MJ equivalentes a 2,125 toneladas de bagazo.

TABLA DEL CICLO DE VIDA DE LA PANELA

CICLO

ENTRADAS SALIDAS

INFRAESTRUC TURA

MATERIALES

INSUMOS PRODUCTOS

RESIDUOS

ADQUISICI

ÓN DE MATERIA

PRIMA

Trapiche Tractores, Góndolas, trailers, mulas o caballos

Caña

PR

OD

UC

CIÓ

N

MOLIENDA

Trapiche Molino o tren de molinos,

Combustible Jugos de caña

Caña seca Bagazo (luego usado como combustible), Emisiones contaminantes atmosféricas por la combustión de los motores de los molinos.

PRE

LIMPIEZA DE JUGOS

Trapiche Equipo de decantación, pozuelo (tanque ubicado a la salida del molino)

Agentes Clarificantes (Cal, Polímeros químicos)

Jugos de caña

Sólidos presentes en el jugo (tierra, arena y lodo, hojas, bagacillo, insectos, etc.)

CLARIFICACIÓ

N

Trapiche Hornos, Remellones (cucharones), pailas, cachazas

Agente bioquímicos como las cortezas de guasimo, cadillo o balso, que actúan como floculantes o aglutinantes, Agentes clarificantes(Cal, Polímeros químicos)

Jugos de caña

Sólidos en suspensión, Cachaza, Melaza

EVAPORACIÓ

N Y CONCENTRAC

IÓN

Trapiche Hornos, pailas punteadoras o concentradoras

Agentes Blanqueadores, Madera, Llantas.

Miel Agua en forma de vapor, contaminación atmosférica por la quema de leña y/o llantas

PUNTEO

Trapiche Pailas Hornillas

Agentes antiespumantes como cera de laurel, aceite de olivo)

Miel caliente

Emisión de dióxido y monóxido de carbono, producción de ceniza que termina en aguas superficiales

BATIDO

Trapiche Bandejas metálicas o de madera

Aire Miel fría Liberación de calor a la atmosfera, generación de calor, Emisión de olores

MOLDEO

Trapiche Moldes como los cocos y gaveras

Panela en sus diferentes presentaciones: cuadrada, redonda, panelin, pastilla, Granulada

Liberación de calor a la atmosfera, generación de calor, Emisión de olores

EMPAQUE

Trapiche Cajas, plásticos, papel

empaque de polipropileno termoencogible

Panela en sus diferentes presentaciones: cuadrada, redonda, panelin, pastilla, Granulada

COMERCIALIZACIÓN

Bodegas, almacenes, tiendas

Camiones, Estribas

Gasolina Transporte del producto

Emisiones a la atmosfera por la combustión de los motores en el transporte.

CONSUMO

Nacional, exportaciones

Venta Residuos sólidos por los empaques

Fuente: FONSECA A, Saúl, Guía para el subsector Panelero, Federación Nacional de

Productores de Panela –FEDEPANELA

2. Trabajo individual con los aportes del grupo

ESLABÓN SALIDA IMPACTO

ADQUISIÓN DE MATERIA PRIMA

Social, Generación de empleo.

MOLIENDA Caña seca Bagazo (luego usado como combustible), Emisiones contaminantes atmosféricas por la combustión de los motores de los molinos.

Ambiental generación de ruido Social generación de empleo, Traumatismos musculo esqueléticos

PRELIMPIEZA Sólidos presentes en el jugo (tierra, arena y lodo, hojas, bagacillo, insectos, etc.)

Social, generación de empleo

CLARIFICACIÓN Sólidos en suspensión, Cachaza, Melaza

Ambiental generación de calor, Emisión de olores

EVAPORACIÓN Y CONCENTRACIÓN

Agua en forma de vapor, contaminación atmosférica por la quema de leña y/o llantas

Ambiental generación de calor, Emisión de olores, Social generación de empleo

PUNTEO Emisión de dióxido y monóxido de carbono, producción de ceniza que termina en aguas superficiales

Ambiental generación de calor, Emisión de olores, Social generación de empleo

BATIDO Liberación de calor a la atmosfera

Ambiental generación de calor, Emisión de olores,

Social generación de empleo

MOLDE Liberación de calor a la atmosfera

Ambiental generación de calor, Emisión de olores, Social generación de empleo

EMPAQUE No genera Social generación de empleo

COMERCIALIZACIÓN Emisiones a la atmosfera por la combustión de los motores en el transporte.

Social generación de empleo

CONSUMO Residuos sólidos por los empaques

LAVADO DE

HERRAMIENTAS

Agua con DBO (materia

orgánica),

Contaminación por vertimiento a fuentes superficiales del agua utilizada en el lavado aumentando la DBO (materia orgánica), en dichas fuentes.

ARRUME DE BAGAZO

Ambiental aportes de DBO

(materia orgánica), generación de empleo,

MANEJO DE HORNILLA

Emisiones de dióxido y

monóxido de carbono,

salida de ceniza que

termina en las fuentes de

agua.

Emisión de gases, emisión

de material particulado, generación de calor

IMPACTOS

MOLIENDA

Genera uno de los principales desechos en la producción de panela, significa toda la

parte seca de la caña, en algunos casos es secado y utilizado en la hornilla para la

combustión como una limitada fuente de energía y una disposición final del desecho, pero

me llama la atención ya que no en todos los trapiches o lugares de fabricación de la

panela es aprovechado, y es un desecho del cual se pueden producir dos subproductos

muy útiles en nuestra sociedad y si se aprovechara en todos los lugares que se producen

se generaría una producción de panela más limpia y aprovechable como lo son :

Producción de Bioetanol a Base de Caña

Este material es rico en fibra que mediante la hidrolisis permite convertir las celulosas y hemicelulosas en azúcares fermentables. Se realiza un tratamiento de presurización y despresurización amoniacal (PDA) que tarda alrededor de 2 a 5 minutos a temperaturas bajas, este método de tratamiento es denominado PDA, a partir de esta técnica, se comienza a producir bioetanol. Para el desarrollo de este proceso el equipo utilizado cuenta con un reactor de acero inoxidable, con una resistencia de calentamiento acompañado de dos tanques de de amoniaco y nitrógeno, un compresor, una cámara de extracción, conexiones de agua, nitrógeno y un panel de control para seguimiento de la actividad.

Proceso de Producción de Bioetanol a Base de Caña Fuente: Revista Pesquisa, El Futuro del Etanol Olivera Marcos 2012

Producción de papel a base de bagazo de caña El papel es una estructura obtenida a base de fibras vegetales de celulosa, el bagazo de

caña de azúcar es una gran fuente de celulosa, por tal motivo, recientemente se ha

empleado este residuo del procesamiento de la caña para la fabricación de papel. El

proceso de transformación del bagazo en papel inicia con la desmedulado en este

proceso se separa la fracción rica en fibra de la médula que no es apta para la fabricación

del papel, la separación fibra y la médula se realiza mediante un proceso mecánico en

equipos desmeduladores que consiste en una serie de martillos que golpean el bagazo.

Acto seguido la fibra es sometida a un proceso de cocción con soda caustica y vapor a

altas temperaturas y alta presión, con el fin de deshacerse de una parte de la lignina (

Sustancia que aparece en los tejos leñosos de los vegetales y que mantiene unida las

fibras de celulosa que la compone.) de la planta, para ello son utilizados los digestores

continuos (sistema de cocción eficientes), como resultado del proceso anterior el

producto es enviado al proceso de lavado en calderas donde se retira la lignina residual

por la reacción de químicos y el lavado por filtración, finalmente la pulpa ya está lista para

realizar el proceso de producción de papel. El proceso es mostrado en la siguiente figura.

Fuente: Carvajal Grafico Departamento de Infografía, Periódico El Colombiano, “Proceso del

Papel de Bagazo de Caña” Junio 2012

MANEJO DE LA HORNILLA: Es la parte del proceso de producción de la panela que

genera más impactos en cuanto al ambiente, contamina el aire por emisión de dióxido y

monóxido de carbono y otros, el agua por la disposición de la ceniza directamente en

ríos, causando aumento de sólidos sediméntales en lechos.

MEDIDAS DE PREVENCIÓN Y MITIGACIÓN

Adecuar la altura de la chimenea y revisar la geometría de la hornilla para hacer más

eficiente la transmisión del calor generado y lograr combustión completa.

No utilizar leña de los bosques ni llantas como fuentes de calor suplementario al bagazo,

en lugar se puede utilizar carbón mineral

Disponer de la ceniza en un sitio de la finca para almacenarlo y mezclarlo con otros

materiales para dosificarlo en el cultivo como abono orgánico y para mejorar la estructura

del suelo

Fuente: FONSECA A, Saúl, Guía para el subsector Panelero, Federación Nacional de

Productores de Panela –FEDEPANELA, Sociedad de Agricultores de Colombia, 2002.

FOTOS

ANEXOS FOTOS PROCESO DE PRODUCCIÓN

CULTIVO DE CAÑA

MOLINO

CAÑA SIN JUGOS

RETIRO DE BAGAZO

FONDOS DE ACERO INOXIDABLE

HORNO

Las fotos fueron tomadas en un trapiche del Municipio de Calamar, Guaviare, el día de la

visita no estaban en proceso de producción por lo que no se puede apreciar el producto

ya terminado ya que era día sábado y no estamos actualmente en época de cosecha.

LINK VIDEO

https://www.youtube.com/watch?v=VaaYfx3rUpE&feature=youtu.be

BIBLIOGRAFIA

BARONA, Alejandro, Proceso de Elaboración de Panela, Enero de 2008, Recuperado el

20 de agosto de 2014 de http:/www.gloriapatriciamera.blogspot.com/2008/01/proceso-

de-elaboración-de-panela.html

ROSERO, Jorge, Plan de Negocios Asociación de Cañicultores Guachana, 2010,

Recuperado el 20 de septiembre de 2014 de

http://www.panelamonitor.org/documents/307/plan-de-negocios-asociacion-de-

canicultures-guacha/download/

FONSECA A, Saúl, Guía para el subsector Panelero, Federación Nacional de

Productores de Panela –FEDEPANELA, Sociedad de Agricultores de Colombia, 2002.

ALBA, Adriana, REINA, Juan, ACERO, Thimy, Análisis de factibilidad de un proyecto que

utilice el bagazo de caña panelera como materia prima para la producción de bioetanol y

papel, Universidad del Rosario, Bogotá, Colombia 2014, Recuperado el 19 de Septiembre

de 2014 de http://repository.urosario.edu.co/bitstream/handle/10336/8675/1015424854-

2014.pdf?sequence=4&isAllowed=y

Ministerio de Agricultura y desarrollo rural, Programa Nacional de Transferencia de

Tecnología Agropecuaria PRONATTA, Proyecto de desarrollo Tecnológico, Capacitación

de obtención de nuevos productos derivados de la caña y manejo adecuado de la

Agroindustria Panelera, Municipio de Mocoa, Guía para la Elaboración de Panela, 2002

Balances de Masa y Energía en el Proceso de Producción en la Fabricación de Panela,

Recuperado el 22 de septiembre de 2014 de

http://www.tecnologiaslimpias.org/html/central/311802/311802_proc.htm#PROCESO DE

PRODUCCION.