ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION...

36
ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA Manuel C. Córdoba Varón Pedro A. Martínez Gutiérrez ING. CARLOS ARTURO SANCHEZ UNIVERSIDAD DEL TOLIMA FACULTAD DE INGENIERÍA AGRONÓMICA PORGRAMA INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL DISEÑO DE PLANTA IBAGUÉ Octubre 2010

description

La melaza es un producto líquido espeso derivado de la transformación de los jugos obtenidos alprocesar la caña de azúcar. Presenta alto contenido en hidratos de carbono, vitaminas del grupoB y abundantes minerales, entre los que se destacan el hierro, cobre y magnesio. Se obtienesometiendo el jugo de la caña de azúcar a un tratamiento térmico hasta la evaporación parcial delagua que éste contiene, formándose un producto meloso semicristalizado.

Transcript of ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION...

Page 1: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA

PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

Manuel C. Córdoba Varón

Pedro A. Martínez Gutiérrez

ING. CARLOS ARTURO SANCHEZ

UNIVERSIDAD DEL TOLIMA

FACULTAD DE INGENIERÍA AGRONÓMICA

PORGRAMA INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

DISEÑO DE PLANTA

IBAGUÉ

Octubre 2010

Page 2: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

I. JUSTIFICACION

La melaza es un producto líquido espeso derivado de la transformación de los jugos obtenidos al

procesar la caña de azúcar. Presenta alto contenido en hidratos de carbono, vitaminas del grupo

B y abundantes minerales, entre los que se destacan el hierro, cobre y magnesio. Se obtiene

sometiendo el jugo de la caña de azúcar a un tratamiento térmico hasta la evaporación parcial del

agua que éste contiene, formándose un producto meloso semicristalizado. Este producto es

destinado principalmente como suplemento energético para la alimentación de rumiantes debido a

su alto contenido en azucares, además mejora la palatabilidad, pulvurencia y digestión de los

diferentes tipos de concentrados utilizados en la industria animal. El proceso de obtención de este

producto es llevado a cabo de forma artesanal en instalaciones denominadas trapiches, los cuales

no aseguran la calidad final del producto debido a la falta de ejecución y asesoramiento en técnicas

y directrices para la implementación de equipos, distribución de zonas de proceso y almacenamiento

y manejo de productos de tipo alimentario, la carencia de implementación de técnicas y directrices

hace que se obtenga un producto con diferentes características finales ya que no se cuenta con un

control establecido para las diferentes variables del proceso, afectando en gran medida la calidad

final y la presentación de este ante el mercado agrícola. El diseño de una planta para la obtención de

melaza tiene como iniciativa optimizar y generar directrices en el área de diseño de planta para las

instalaciones de obtención de productos a base de jugo de caña debido a las grandes deficiencias

tecnológicas que presenta este sector económico en el país. Además propende por dictaminar

alternativas en el proceso de obtención que ofrezcan un producto con mayor calidad y el máximo

aprovechamiento de la materia prima.

II. ESTUDIO DE LOCALIZACION

La implementación de estudios para la localización de una planta es base fundamental para analizar

los efectos y causas de las diversas consecuencias que puede traer esta al entorno en el cual se

esta desarrollando. Los diversos factores presentes en este entorno pueden afectar positiva o

negativamente el desarrollo de la planta agroindustrial. Se deben definir y tener en cuenta una serie

de criterios básicos los cuales serán fundamentales para el desarrollo de la producción y ejecución

del producto en cuestion, estos criterios son dterminantes para elegir el lugar optimo para la

localización de la planta.

Para la localización de una planta procesadora de jugo de caña para la obtención de melaza se han

tomado en cuenta los siguientes criterios:

Page 3: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

Materia prima

Vías

Energía

Se realiza la comparación de los criterios; en esta se valora cada pareja de criterios y se puntúa de

acuerdo a la relevancia de uno sobre el otro. Seguido a esto se procede a desarrollar cada fracción

de la matriz y con el fin de obtener resultados decimales.

Mp Vías Energía

MP 1 2,25 1,14

Vías 0,44 1 0,5

Energía 0,5 2,00 1

Se desarrolla la matriz algebraicamente, se normalizan los datos y se obtiene el primer Eigenvector.

Mp Vías Energía Suma Eigenvector 1

MP 2,57 6,79 3,41 12,77 0,46

Vías 1,14 3,00 1,51 5,65 0,20

Energía 1,89 5,13 2,57 9,59 0,34

28,00 1,00

Se halla un segundo Eigenvector con el fin de contrastar este con el primer Eigenvector.

Mp Vías Energía Suma Eigenvector 2

MP 20,78 55,29 27,77 103,84 0,46

Vías 9,19 24,46 12,29 45,94 0,20

Energía 15,55 41,37 20,78 77,71 0,34

227,48 1,00

La diferencia entre los dos Eigenvector no es significativa por lo cual se procede a interpretar los

resultados obtenidos.

Eigenvector 1 Eigenvector 2 Diferencia

MP 0,39 0,39 0,00

Vías 0,35 0,35 0,00

Energía 0,25 0,25 0,00

Page 4: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

La disponibilidad de materia prima es el criterio más importante en la selección de la localización de la planta.

La disponibilidad y costo del servicio energético es el segundo criterio a tener en cuenta.

La infraestructura vial es el tercer criterio para la localización de la planta según el análisis realizado.

Alternativas localización de planta

Se escogieron estas cuatro alternativas debido a que se encuentran en los principales

departamentos productores de caña panelera del país, además la ubicación geográfica de estos

municipios en cada uno de los departamentos permite la creación de centros de acopio que reciban

materia prima de otros municipios productores en el departamento.

Departamento Municipio Producción (Tn/año)

Santander Güepsa 318744

Boyacá Santana 267932

Cundinamarca Villeta 245616

Antioquia Yolombo 153516

Güepsa (Santander)

Temperatura 26°C

Altitud 1400 msnm

Extensión 33.08 km²

Población 5.765 hab.

Güepsa es un municipio de Santander. Perteneciente a la Provincia de Vélez, este municipio limita al norte con los municipios de San Benito, y Chipatá, al este con San José de Pare (Boyacá), con el río Suárez al medio, al oeste con Chipatá y Vélez y al sur con Barbosa, y se ubica a 204 km de Bucaramanga, capital del departamento. Su territorio, de aproximadamente 3.254,5 hectáreas está dividido política y administrativamente en 7 sectores rurales llamados veredas y la cabecera

Page 5: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

municipal que ocupa un área de terreno de 54.24 hectáreas.

El ecosistema estratégico más importante corresponde al sector que atraviesa el río Suárez, que configura el límite de éste municipio con la población de San José de Pare (Boyacá). El río es utilizado por la población para múltiples actividades, tales como, pesca, y riegos entre otros.

La Cuenca del Suárez constituye el sistema ecológico (agroecológico) de mayor intervención e importancia en la provincia dentro del cual están los municipios de Barbosa, San Benito, Aguada, más de la mitad del territorio de Vélez, Puente Nacional.

La actividad económica principal de este municipio se centra en el sector primario, es economía tradicional especialmente dirigida al cultivo de la caña panelera, y la cual ejerce elevada presión socioeconómica sobre los recursos naturales por ser ésta una región de minifundistas o pequeña propiedad.

De acuerdo a informaciones registradas por el despacho municipal, aproximadamente 2.350 hectáreas están sembradas en caña, 30 en café, 45 en maíz, 5 en yuca y 5 en fríjol; la economía gira alrededor de la panela con rendimientos por hectárea de caña cultivada de 10 a 14 toneladas, café 1,5 toneladas, maíz 1 tonelada, yuca 3 toneladas, fríjol 1 tonelada por hectárea respectivamente.

Santana (Boyacá)

Santana es un municipio Colombiano ubicado en la provincia de Ricaurte del Departamaneto de boyaca. Esta situado a unos 93 km de la ciudad de Tunja, capital del departamento.

El municipio limita al norte con Suaita (Santander), al sur con Chitaraque y San José de Pare, al oriente con Chitaraque y al occidente con Güepsa (Santander).

Temperatura 20° C

Altitud 1.591 msnm

Poblacion 7.680 hab

Extension 67 km²

El principal producto agrícola es la caña de azúcar, siendo la primera zona productora de panela del

Page 6: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

país con volúmenes aproximados de 2.000 toneladas semanales. El segundo producto agrícola destacado es el café. En cuanto a la ganadería se destaca el sector bovino con unas 2000 cabezas de ganado.

Villeta (Cundinamarca)

Villeta es un municipio de Cundinamarca (Colombia), ubicado en la Provincia del Gualivá, se encuentra a 91 km de Bogotá. Considerada la capital provincial del Gualivá. Este municipio es reconocido por su producción de caña panelera.

El Municipio de Villeta se encuentra ubicado sobre la zona noroccidental del Departamento de Cundinamarca. Pertenece a la Provincia del Gualivá. Situado al Noroeste de Bogotá, en un valle pintoresco y fértil formado por las cuencas del Río Dulce y el Bituima, que unidos antes de llegar al casco urbano forman el Río Villeta. Su territorio quebrado y montañoso se extiende al lado y lado del Río hasta las cuchillas de la cordillera que encierran el Valle. Su localización geográfica está a los 5º 01´ de Latitud Norte y 74º 28´ de Longitud Occidental. Su Temperatura media es de 25º C. Tiene una superficie de 140 Km2 (14.000 Has). Su altitud está comprendida entre los 850 msnm en el punto denominado Tobia Grande, sobre el límite del municipio, y 1.950 msnm en la Vereda la Esmeralda. Su altura sobre el nivel del mar en el casco urbano está entre 779 y 842 msnm

YOLOMBO (ANTIOQUIA)

Yolombó es un municipio ubicado en la subregión Nordeste del departamento de Antioquia. Limita por el norte con los municipios de Yalí y Amalfi, por el occidente con los municipios de Gómez Plata y Santa Rosa de Osos, por el sur con los municipios de Santo Domingo, Cisneros, San Roque y Maceo, y por el oriente con los municipios de Puerto Berrío y Remedios. Está situado a 108 kilómetros de la ciudad de Medellín, capital del departamento. Posee una extensión de 941 km²

Temperatura 21° C

Altitud 1.450 msnm

Poblacion 16157hab

Superficie 941km²

Page 7: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

La panela ha sido un producto muy importante para la economía del municipio. Además de la panela

y la caña de azúcar, que constituye su proveniencia, sobresalen otros productos como el café, el

maíz y el frijol. Se explota igualmente en el municipio la ganadería lechera y la vacuna en general.

También han contribuido históricamente a la economía de este municipio el cacao, el oro y los

trapiches.

Desarrollo de la matriz de Selección de alternativas de localización de acuerdo a la

producción de caña panelera (Ton/año)

Se realiza la comparación de los criterios; en esta se valora cada pareja de criterios y se puntúa de

acuerdo a la relevancia de uno sobre el otro. Seguido a esto se procede a desarrollar cada fracción

de la matriz y con el fin de obtener resultados decimales.

Vías Santander Cundinamarca Boyacá Antioquia

Santander 1,00 1,60 1,33 2,67

Cundinamarca 0,63 1,00 0,83 1,67

Boyacá 0,75 1,20 1,00 1,67

Antioquia 0,38 0,60 0,60 1,00

Se desarrolla la matriz algebraicamente, se normalizan los datos y se obtiene el primer Eigenvector.

Vías Santander Cundinamarca Boyacá Antioquia Suma Eigenvector 1

Santander 4 6,4 5,64 10,93 26,98 0,37

Cundinamarca 2,5 4 3,50 6,94 16,94 0,23

Boyacá 2,875 4,6 4,00 7,33 18,81 0,26

Antioquia 1,575 2,52 2,20 4,00 10,30 0,14

73,03 1,00

Se halla un segundo Eigenvector con el fin de contrastar este con el primer Eigenvector.

Vías Santander Cundinamarca Boyacá Antioquia Suma Eigenvector 2

Santander 23,2625 37,22 31,70 63,44 155,63 0,36

Cundinamarca 26,7125 42,74 37,26 67,70 174,41 0,41

Boyacá 14,6475 23,436 20,43 38,22 96,73 0,23

Antioquia 0 0 0,00 0,00 0,00 0,00

426,77 1,00

Page 8: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

La diferencia entre los dos Eigenvector no es significativa por lo cual se procede a interpretar los

resultados obtenidos

Vías Eigenvector 1 Eigenvector 2 Diferencia

Santander 0,37 0,36 0,01

Cundinamarca 0,23 0,41 -0,18

Boyacá 0,26 0,23 0,03

Antioquia 0,14 0 0,14

Según la matriz de toma de decisiones las dos alternativas que presentan los mejores

resultado para la localización de la planta en cuanto al criterio de materia prima son Güepsa

(Santander) y Villeta (Cundinamarca).

Vías y transporte

Santana (Boyacá )

La carretera central del norte y la troncal oriental atraviesan el departamento de sur a norte y lo

comunican con los departamentos de Cundinamarca y Santander; todos los municipios se

encuentran comunicados por carretera con Tunja, a excepción de Cubará, conectado con Arauca y

Santander; su principal vía fluvial es el río Magdalena y cuenta con varios aeródromos de escaso

movimiento entre los que se destacan los de Sogamoso y Paipa. Mapa 1.

Yolombo (Antioquia)

Antioquia cuenta con una aceptable red de carreteras que permite la comunicación directa de

Medellín con la mayor parte de las localidades del departamento y de éstas entre sí. La carretera

troncal occidental cruza el territorio departamental de sur a norte pasando por la mayor parte de los

municipios. Actualmente, existen algunos tramos de ferrocarril como los de Grecia - Bello y Grecia -

Girardota y La Gómez - Nare para el transporte de carga.

El departamento cuenta con cerca de 50 aeródromos y campos de aterrizaje, tanto oficiales como

particulares; el más importante es el aeropuerto internacional "José María Córdoba", situado en el

municipio de Rionegro. Existen otros en Arboletes, Caucasia, Ituango, Puerto Berrío, Turbo, Otú, El

Page 9: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

Bagre, Amalfi, Carolina, Chigorodó, Frontino, Remedios, Rionegro y Urrao. Adicionalmente cuenta

con puertos fluviales y marítimos; en el río Magdalena, Puerto Berrío, Nare y Triunfo, así como en el

Cauca, Caucasia, Murindó y Nechí. En la costa del mar Caribe se encuentran los puertos de Turbo,

Arboletes y Necoclí. Mapa 2.

Mapa 1. Malla vial Departamento de Boyacá.

Santander

El departamento de Santander cuenta con una aceptable red de carreteras que conectan casi todos

los municipios. La carretera troncal pasa por Barbosa, Socorro, Bucaramanga y otras poblaciones

con ramales a casi todos los núcleos urbanos. De Barbosa se desprende la carretera del Carare que

llega hasta Puerto Olaya, pasando por Vélez y Cimitarra; otras carreteras unen a Bucaramanga con

Cúcuta, Barrancabermeja y Puerto Wilches; una vía cruza el oriente del departamento pasando por

las localidades de Capitanejo, San José de Miranda, Málaga, Concepción y Cerrito.

Además del aeropuerto de "Palo Negro" dispone de varios aeródromos, algunos de ellos con servicio

regular. El río Magdalena es navegable en todo el trayecto que baña el territorio santandereano y

Page 10: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

tiene en Barrancabermeja el principal puerto fluvial del departamento; también los ríos Carare,

Lebrija y Sogamoso son navegables en algunos sectores. Mapa 3.

Mapa 2. Malla vial Departamento de Antioquia.

Page 11: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA
Page 12: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

Mapa 3. Malla vial Departamento de Santander.

Villeta (Cundinamarca)

El departamento de Cundinamarca es atravesado por la red troncal nacional que permite la

comunicación con la mayoría de las ciudades del país, además, existen numerosas vías secundarias

que conectan a su vez las diferentes cabeceras municipales con la capital. Con la reconstrucción de

los ferrocarriles en Colombia, se están rehabilitando las líneas para el transporte de carga en

contenedores hacia los puntos de la costa del Caribe y la capital de la República. Solamente tres

cabeceras municipales de Cundinamarca cuentan con servicio aéreo, Madrid, Puerto Salgar y

Medina, cuya participación tanto para la movilización de pasajeros como de carga no es significativa.

Mapa 4.

Mapa 4. Malla vial Departamento de Cundinamarca.

Energia Santander Cundinamarca Boyaca Antioquia

Santander 1,00 1,14 1,14 1,33

Page 13: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

Cundinamarca 0,88 1,00 1,17 1,40

Boyaca 0,88 0,86 1,00 1,00

Antioquia 0,75 0,71 1,00 1,00

Vias Santander Cundinamarca Boyaca Antioquia Suma Eigenvector 1

Santander 4 4,217687075 4,95 5,41 18,58 0,29

Cundinamarca 3,820833333 4 4,73 5,13 17,69 0,27

Boyaca 3,25 3,428571429 4,00 4,37 15,05 0,23

Antioquia 3 3,142857143 3,69 4,00 13,83 0,21

65,15 1,00

Vias Santander Cundinamarca Boyaca Antioquia Suma Eigenvector 2

Santander 64,53988797 67,55780847 79,44792278 87,7370895 299,28 0,28

Cundinamarca 61,68578876 63,915329 75,93449972 82,5641196 284,10 0,26

Boyaca 52,50416028 54,29203876 64,63277452 105,521639 276,95 0,26

Antioquia 48,10216868 49,832346 59,21397937 65,367886 222,52 0,21

1082,85 1,00

Vias Eigenvector 1 Eigenvector 2 Diferencia

Santander 0,28 0,28 0,01

Cundinamarca 0,27 0,26 0,01

Boyaca 0,23 0,26 -0,02

Antioquia 0,21 0,21 0,01

Según la matriz de toma de decisiones las dos alternativas que presentan los mejores

resultado para la localización de la planta en cuanto al criterio de vías y transporte son

Güepsa (Santander) y Villeta (Cundinamarca).

ENERGIA

Departamento Producción (Tn/año) $ kW/h

Santander Empresa electrificadora de Santander (ESSA) 320.33

Boyacá Empresa de energía de Boyacá (EBSA) 372.46

Cundinamarca Empresa de energía de Cundinamarca (EEC) 393.54

Antioquia Empresa de energía de Antioquia (EPM) 255.54

Page 14: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

Fuente: Los valores fueron tomados de las páginas WEB de cada una de las empresas de servicios

de energía de las ciudades establecidas.

Energia Santander Cundinamarca Boyaca Antioquia

Santander 1,00 1,60 1,33 0,88

Cundinamarca 0,63 1,00 0,75 0,67

Boyaca 0,75 1,33 1,00 0,67

Antioquia 1,14 1,50 1,50 1,00

Energia Santander Cundinamarca Boyaca Antioquia Suma Eigenvector 1

Santander 4 6,290277778 5,25 3,95 19,48 0,29

Cundinamarca 2,574404762 4 3,33 2,41 12,32 0,18

Boyaca 3,095238095 4,866666667 4,00 2,88 14,84 0,22

Antioquia 4,348214286 6,828571429 5,65 4,00 20,83 0,31

67,47 1,00

Energia Santander Cundinamarca Boyaca Antioquia Suma Eigenvector 2

Santander 65,59419229 102,8058333 85,23136574 65,5548418 319,19 0,29

Cundinamarca 41,38313802 59,15666749 53,77381986 39,020544 193,33 0,17

Boyaca 49,80688864 70,97337963 64,7192667 82,9616036 268,46 0,24

Antioquia 69,84963152 99,54949157 90,76238839 70,3695395 330,53 0,30

1111,51 1,00

Vias Eigenvector 1 Eigenvector 2 Diferencia

Santander 0,29 0,29 0,00

Cundinamarca 0,18 0,17 0,01

Boyaca 0,22 0,24 -0,02

Antioquia 0,31 0,30 0,01

Según la matriz de toma de decisiones las dos alternativas que presentan los mejores

resultado para la localización de la planta en cuanto al criterio de energia son Yolombo

(Antioquia) y Güepsa (Santander).

SOLUCIÓN DE LA MATRIZ

Santander Cundinamarca Boyacá Antioquia

Eigenvector 2

MP 0,37 0,23 0,26 0,14 x 0,46

Vías 0,28 0,26 0,26 0,21 x 0,2

Page 15: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

Energía 0,29 0,17 0,24 0,3 x 0,34

Resultado

Santander 0,3248

Cundinamarca 0,2156

Boyaca 0,2532

Antioquia 0,2084

Gúepsa – Santander es la alternativa de mayor puntuación valor para la elección de sitio de

localización de la planta, esta presenta los mayores volúmenes de producción de caña panelera en

comparación a las demás alternativas. El servicio energético es el segundo mejor puntuado de las

alternativas analizadas, teniendo en cuenta que Yolombo Antioquia cuenta con la mayor

puntuación debido a que su costo por kW/h es el menor de todas las alternativas.

Page 16: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

III. DISTRIBUCION DE PLANTA

Page 17: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

Figura 1. Diagrama de bloques para la obtención de melaza.

Descripción del equipo requerido

Para la realización del proceso productivo se requiere de los siguientes equipos:

Equipos

BASCULA

BANDA

TRANSPORTADORA

MOLINO DE RODILLOS

Page 18: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

MEZCLADORA

INTERCAMBIADOR DE

CORZA Y TUBOS

CLARIFICADOR

FILTRO AL VACIO

Page 19: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

AMASADORA

EVAPORADOR AL

VACIO

LLENADORA

Page 20: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

BOMBA CENTRIFUGA

BOMBA POSTIVA

Page 21: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

TABLA RELACIONAL DE ACTIVIDADES PROPUESTA POR MUTHER

Page 22: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

DIAGRAMA DE GRAFOS PARA LA DISTRIBUCION DE PLANTA

Page 23: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

DIAGRAMA DE GRAFOS AJUSTADO PARA LA DISTRIBUCION DE PLANTA

Page 24: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

Diagrama de Proceso por Equipos

Page 25: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

Distribucion de Planta

Page 26: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA
Page 27: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA
Page 28: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

DETERMINACION DE ÁREAS

AREA TOTAL DEL PROCESO

- ÁREA ESTÁTICA (Ae)

El área estática de la planta será la superficie que ocupan los equipos de la zona de producción,

esta se determina hallando el área que cada uno de estos ocupa.

- ÁREA GRAVITACIONAL (Ag)

Esta área busca determinar en qué superficie se van a ubicar el o los operarios y/o material teniendo

en cuenta el espacio que ocupara cada uno de los equipos y el número de lados en que el operario

podrá manipular este equipo.

El número de lados máximos en que se podrá manipular un equipo será de 3.

Ag = Ae * N

N = numero de lados de utilización del equipo.

- ÁREA DE EVOLUCIÓN (Aev)

Es el área que se necesita para el tránsito de operarios alrededor de los equipos, para inspección,

limpieza, mantenimiento y entre otros.

Aev = (Ae + Ag)* K

K = para la industria alimentaría se maneja un coeficiente de 0.05

- ÁREA TOTAL

Es la sumatoria de las diferentes áreas de equipos o área estática, área gravitacional y el área de

evolución.

AT = Ae + Ag + Aev

Page 29: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

Balance de Masa Para la Obtención de Melaza

R

R ` 20º Brix

b

X

H

C 28 Brix

A

E

B O

L

Z

F 30 º brix

H

K

60 º brix

S

V

CONVENCIONES DESCRIPCION

R Materia prima(caña

panelera)

R¨ Materia prima(caña

panelera) lista para

proceso

X Jugo de caña

b bagazo

C Jugo de caña

H agua

A Cal alimenticia

E Jugo de caña con PH

a justado

B balso

O lodos

L Jugo de caña sin residuos

orgánicos

Z cachaza

F Jugo de caña filtrado

K Miel de caña

H agua

S Miel de caña enfriada

V Miel de caña envasada

F Miel de caña a la salida de

todo el proceso productivo

Recepción

Calentamiento

clarificacion

Filtración

Concentración

Extracción

Encalado

Enfriado

Envasado

Almacenamiento

/distribución

Page 30: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

F: 5000Kg de miel de caña por hora

BALANCES DE MASA DEL PROCESO

*consideración: salen 5000 kg de miel de caña por hora con 60º °Brix a la salida de todo el

proceso productivo.

*durante el almacenamiento, envasado, enfriado no existen pérdidas significativas entonces

podemos decir que:

F =V = S = K =5000 kg de miel de caña

*durante el proceso de concentración se lleva el jugo de caña de 30º °Brix a 60 º °Brix

Balance general Balance parcial de azucares

F = +

Concentración

Page 31: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

*teniendo en cuenta que durante la filtración la cantidad de Z es el 4% con respecto a L

Balance general

10416.67 kg de jugo de caña clarificado

*teniendo en cuenta que durante la clarificación se adiciona el 0.05% de B con respecto a E y

sale el 2% de O con respecto a E

B

´

L

Balance general

Filtración

Clarificación

Page 32: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

*asumiendo que se adiciona 0.05 % de A con respecto a E

C

A

E

Balance general

*asumiendo que durante el proceso de calentamiento se pasa de 22º °Brix en X y se llega hasta 28

º °Brix en C

X

Encalado

Calentamiento

Page 33: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

Balance general Balance parcial de azucares

X = +

* asumimos que durante el proceso de extracción la cantidad de b es el 75 % con respecto a R¨

*como las perdidas no son significativas durante la recepción de la materia prima (caña panelera)

asumimos que esto quiere decir que 54111.84 kg de caña panelera se deben recibir cada

hora

Extracción

Page 34: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA

DETERMINACION AREA DE ALMACENAMIENTO

Primero se determina el volumen total de la producción por hora.

Los recipientes en los cuales se piensa empacar el producto tiene una capacidad de 18.5 litros, lo que es

igual a 5 galones.

Se necesitarían 190 envases para empacar la producción/hora de la planta.

Se necesitarían 7 estibas para la producción/ hora de la planta, empleando un arreglo de 27 recipientes por

cada estiba.

Para la producción de 8 horas se necesitan 15227 envases para empacar el producto.

Se necesitarían 56 estibas para la producción de 8 horas de producción de la planta.

Largo (m) Ancho (m) Area x Bloque Area (m²)

Bloque 1 1,2 1,2 67,2

Pasillos entre bloques Distancia Entre bloques Nº de Bloques Entre Bloques y pared (m) Area (m²)

Ancho (m) 2 9 2,5 24,25

Largo (m) 2 8 2,5 22,25

Area Alamcen (m²) 113,7

Page 35: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA
Page 36: ESTUDIO PARA LA LOCALIZACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE JUGO DE CAÑA PARA LA OBTENCION DE MELAZA