análisis de la pérdida de jarabe terminado en la...
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Universidad de Costa Rica
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Química
Análisis de la pérdida de jarabe terminado en la producción de
bebidas carbonatadas con mayor índice de merma en una
embotelladora
Informe Final de Práctica Dirigida de Graduación presentado a consideración de la Escuela de Ingeniería Química para optar por el grado de:
Licenciatura en Ingeniería Química
Rony Molina Montoya
San José, Costa Rica
2013
Infonne Final de Práctica Dirigida presentado ante la Escuela de Ingeniería Química de la Universidad de Costa Rica, como requisito final para optar por el grado de
Licenciatura en Ingeniería Química
Sustentante:
Rony Molina Montoya
Comité Asesor
<=4t,~~ 1 Presidente del Tribunal
lng. Esteban Durán Herrera, Ph.D. Director a.i., Escuela de Ingeniería Química, UCR
Directora del i>;oyecto Ing. Silvia María Pérez Vargas
Profesora, Escuela de Ingeniería Química, UCR
Miembro Asesor Ing. Gerardo Chacón Valle, M.Sc.
Profesor, Escuela de Ingeniería Química. UCR -, ~ l~ ~J ~
- -- Miembro-Asesor- - - -Lícda. Hellen Vivíana Elizondo Castillo
Asesora Externa
Ing. Karolina Gonz.ález Villalobos, M.B.A. Profesora, Escuela de Ingeniería QuJmica, UCR
Setiembre, 2013
ii
Dedicatoria
A Dios, Él ha guiado mis pasos y me ha brindado los dones para seguir adelante.
A ti, que estas en el cielo junto a Él, nunca has dejado de estar a mi lado, dándome apoyo y
siendo mi mayor admiradora, gracias porque cuando te tuvimos acá nos llenaste la vida con
amor, cariño, sabiduría y ese amor por Dios que nos daba tranquilidad, paz y mucha
confianza; te extrañamos y te amamos, Dios te guarde. Me encantaría que estuvieras hoy
aquí compartiendo este logro, pero sé que desde donde tú estás, sonríes.
A mi mamá y a mi papá, que lo han dado todo por vernos crecer a mis hermanos y a mí,
que con su confianza nos han dado independencia de trazar nuestro camino, y con sus
consejos nos han ayudado a recorrerlo, este logro es también suyo.
A mis hermanos, que los quiero como a nadie. Gracias por brindarme su apoyo y confianza,
y por haber creído en mí. ¡Gracias!
iii
Agradecimientos
Le agradezco a Dios por permitirme alcanzar esta meta.
A mi familia por darme todo el apoyo
Por su puesto a mis compañeros y compañeras en la universidad, sin ustedes estos arduos años universitarios no los hubiera disfrutado tanto, gracias por compartir las alegrías y penas, los triunfos y experiencias, y todo el esfuerzo y apoyo que solo nosotros sabemos cómo salimos adelante con todo. En especial a moni y mille, porque nos esforzamos entre tres, estudiamos entre tres y lo logramos los tres; y por supuesto a todos mis demás compañeros, amigos, conocidos de la “u” que de una u otra manera nos hemos dado apoyo desde humanidades hasta diseño.
A los profesores por su guía en nuestra formación y a la Universidad de Costa Rica, especialmente al Sistema de Becas, que me permitió vencer la barrera económica para alcanzar esta meta.
Finalmente, pero no menos importante, a la compañía embotelladora donde realicé la práctica, en especial a Hellen Elizondo, por confiar en mí y darme la oportunidad para ingresar al mundo laboral e irme desarrollando como profesional; así como a todos quienes me ayudaron y apoyaron en la empresa durante el proyecto: Alexis, Bryan, Nájera, Charlie, Fabian, José, Ramón, Egérico, Ale, Iber y todos, los que me brindaron su ayuda y asesoría, para lograr el cometido de la práctica, el aprendizaje.
iv
Resumen
En la práctica dirigida, se analizó la pérdida de jarabe terminado en la producción de bebidas carbonatadas con mayor índice de merma en una embotelladora. Para lo cual se determinaron las bebidas con mayor índice de merma, a partir de datos históricos, desde enero de 2012 hasta marzo de 2013, y se determinó que las bebidas K, D y E son los tres productos que mayor pérdida han presentado, acumulando un 33,67 % del total de la merma.
El agua empleada en el proceso productivo de bebidas carbonatadas, se obtiene desde fuentes subterráneas o es proveída por la municipalidad respectiva. Se trata para obtener agua de proceso baja en sólidos, con un olor, sabor y apariencia aceptable, y ser microbiológicamente apta para el consumo humano. Éste tratamiento incluye etapas de coagulación-floculación, filtración, adsorción y desinfección.
El proceso, mediante el cual se elabora el jarabe terminado, consiste en la adición y disolución de concentrados, adición de los edulcorantes, agitación y reposo; y finaliza con los análisis de las características físico-químicas para cada preparación. El control de calidad, inicia desde la preparación, hasta la liberación del lote para su uso en las líneas de embotellado.
Se determinó que, aproximadamente el 86 % de las pérdidas de jarabe terminado se producen en la operación de embotellado, respecto a la operación de preparación del mismo, principalmente en operaciones de inicio y corte de producción de cada producto, con los enjuagues y drenajes de los equipos.
Adicionalmente, se graficó series de tiempo de las mermas de jarabe terminado de los productos con mayor índice de merma y se evidenció un comportamiento desviado del promedio de las mermas, respecto al límite superior de especificación, desde un 30 %, hasta un 70 % sobre el valor máximo esperado.
Se identificaron eventos de calidad de producto y del jarabe terminado que involucran una pérdida considerable de jarabe terminado mayor a los 30 L dependiendo del evento.
Se recomienda la verificación de los puntos identificados con ayuda del gráfico de Causa/Efecto; la revisión de las tecnologías de muestreo en línea, para hacerlo más confiable para las bebidas estudiadas, un estudio de capacidad del proceso de llenado, y la estandarización de los procesos de arranque y corte de las líneas de producción para hacer más independiente al proceso de la variable operador.
v
Índice General
Comité Asesor .......................................................................................................................... i
Dedicatoria ..............................................................................................................................ii
Agradecimientos ................................................................................................................... iii
Resumen ................................................................................................................................. iv
Índice General ......................................................................................................................... v
Índice de Cuadros ............................................................................................................... viii
Índice de Figuras ..................................................................................................................... x
Capítulo 1: Introducción ......................................................................................................... 1
Antecedentes y descripción de la empresa .......................................................................... 2
Capítulo 2: Generalidades sobre las bebidas carbonatadas..................................................... 4
2.1. Edulcorantes ............................................................................................................. 5
2.2. El agua en la elaboración de bebidas ....................................................................... 7
2.2.1. Sistemas de potabilización del agua ..................................................................... 7
2.2.2. Clarificación: Coagulación-floculación ............................................................ 8
2.2.3. Filtración ......................................................................................................... 10
2.2.4. Desinfección ................................................................................................... 13
2.3. Jarabe terminado .................................................................................................... 14
2.3.1. Características del jarabe terminado ............................................................... 15
2.4. Pérdidas (mermas) de producción. ......................................................................... 16
2.4.1. Merma de jarabe terminado ............................................................................ 17
2.5. Análisis de datos e indicadores .............................................................................. 18
2.5.1. Diagramas de Pareto ....................................................................................... 18
2.5.2. Diagramas Causa/Efecto (Ishikawa) ............................................................... 19
2.5.3. Lluvia de ideas ................................................................................................ 20
2.6. Carbonatación de bebidas ...................................................................................... 20
vi
Capítulo 3: Metodología ....................................................................................................... 22
3.1. Descripción del proceso de preparación de jarabe terminado ................................ 22
3.2. Identificación de las técnicas de control de calidad en jarabes terminados ........... 23
3.3. Determinación de los jarabes con mayor índice de merma .................................... 23
3.4. Identificación de las pérdidas en el proceso ........................................................... 24
3.5. Estimación de pérdidas de jarabe terminado .......................................................... 25
3.6. Descripción de la merma de jarabe terminado ....................................................... 25
3.7. Propuesta de oportunidades de mejora ................................................................... 26
Capítulo 4: Proceso de obtención de jarabe terminado de bebidas carbonatadas ................. 27
4.1. Tratamiento del Agua para el Proceso ................................................................... 27
4.2. Edulcorantes de las bebidas ................................................................................... 30
4.2.1. Azúcar ............................................................................................................. 30
4.2.2. Edulcorantes sin o bajos en calorías ............................................................... 31
4.3. Adición y disolución de concentrados ................................................................... 31
4.4. Resumen de preparación del jarabe ........................................................................ 33
Capítulo 5: Técnicas de control de calidad sobre el jarabe terminado ................................. 35
Capítulo 6: Merma de Jarabe Terminado ............................................................................. 40
6.1. Determinación de las bebidas con mayor índice de merma ................................... 41
6.2. Identificación y estimación de los puntos en los que se presenta pérdidas de jarabe terminado. ............................................................................................................... 47
6.2.1. Factores operativos de pérdida de jarabe terminado para todas las producciones .................................................................................................................. 48
6.2.2. Puntos operativos de pérdida de jarabe terminado para productos embotellados en las líneas de embotellado 1 y 4 ........................................................... 53
6.2.3. Puntos operativos de pérdida de jarabe terminado para productos embotellados en las líneas de embotellado 2 y 3 ........................................................... 54
6.2.4. Pérdidas de jarabe por condiciones del jarabe terminado y productos finales 56
6.2.5. Pérdidas de jarabe por condiciones de calidad inaceptable ............................ 59
6.2.6. Otras condiciones ............................................................................................ 60
vii
6.3. Descripción de la merma de jarabe terminado en los productos estudiados .......... 64
Capítulo 7: Oportunidades de Mejora ................................................................................... 68
7.1. Purgas y Enjuagues ................................................................................................ 68
7.2. Tecnologías de preparación de bebida terminada .................................................. 69
7.3. Preparación de Jarabes ........................................................................................... 69
7.4. Otros aspectos operativos ....................................................................................... 70
7.5. Resumen ................................................................................................................. 70
Capítulo 8: Conclusiones y Recomendaciones ..................................................................... 73
8.1. Conclusiones .......................................................................................................... 73
8.2. Recomendaciones ................................................................................................... 74
Capítulo 9: Facilidades y Dificultades en el desarrollo de la práctica .................................. 76
9.1. Facilidades .............................................................................................................. 76
9.2. Dificultades ............................................................................................................ 76
Capítulo 10. Bibliografía ...................................................................................................... 77
Nomenclatura ........................................................................................................................ 80
Apéndices .............................................................................................................................. 81
A. Datos Experimentales ................................................................................................ 82
B. Resultados Intermedios .............................................................................................. 84
C. Muestra de Cálculos ................................................................................................... 86
viii
Índice de Cuadros
Cuadro 2.1. Clasificaciones comunes de los edulcorantes. ............................................ 5
Cuadro 2.2. Ejemplos de edulcorantes calóricos y no calóricos. .................................... 7
Cuadro 2.3. Tipos de coagulantes comunes. ................................................................... 9
Cuadro 2.4. Peligros para la salud de algunos microorganismos encontrados en fuentes de agua ........................................................................................ 13
Cuadro 5.1. Control de calidad empleado en la preparación de jarabes terminados de bebidas carbonatadas. ......................................................................... 38
Cuadro 6.1. Factores de conversión de volumen de jarabe terminado a cajas (paquetes) esperados de las bebidas con mayor índice de merma. .......... 43
Cuadro 6.2. Comparación de la diferencia entre el LSE y el promedio de IMC para los productos determinados, con mayor índice de merma de jarabe terminado. ................................................................................................ 44
Cuadro 6.3. Costo por litro de jarabe terminado perdido para los productos con mayor índice de merma, para Marzo 2013 .............................................. 43
Cuadro 6.4. Pérdida de jarabe terminado, en el enjuague inicial del equipo embotellador, de los productos determinados con el mayor índice de merma de jarabe terminado. .................................................................... 51
Cuadro 6.5. Pérdida de jarabe terminado, en el corte de producción, de los productos determinados con el mayor índice de merma de jarabe terminado. ................................................................................................ 52
Cuadro 6.6. Pérdida de jarabe terminado, con una desviación del 1 % por debajo de la concentración especificada, por cada 100 L utilizados. ...................... 57
Cuadro 6.7. Pérdida de jarabe terminado, con una desviación del 1 % por arriba del contenido neto especificado, por cada 100 L de producto embotellado. . 59
Cuadro 6.8. Valor económico de venta por paquete de acuerdo a la presentación de las bebidas, basado en el precio sugerido al consumidor, marzo 2013. .. 61
ix
Cuadro 6.9. Pérdida de jarabe terminado, debido al derrame del contenido del tazón de la llenadora. ......................................................................................... 62
Cuadro 7.1. Resumen del costo – beneficio de la implementación de acciones para aprovechar las oportunidades de mejora identificadas, en la reducción de merma de jarabe terminado................................................................. 71
Cuadro A.1. Datos del índice de merma modificado de jarabe terminado de productos carbonatados ........................................................................... 82
Cuadro A.2. Volumen purgado del tanque de preparación del jarabe terminado de los productos con mayor índice de merma para determinación de calidad. ..................................................................................................... 82
Cuadro A.3. Volumen purgado de la tubería desde el tanque de preparación del jarabe terminado de los productos con mayor índice de merma para determinación hasta la bomba de envío. .................................................. 83
Cuadro A.4. Capacidad promedio de los equipos para la producción de jarabe terminado. ................................................................................................ 83
Cuadro A.5. Volumen de bebida por litro de jarabe terminado, hasta la concentración respectiva de la bebida, de los productos con mayor índice de merma de jarabe terminado. ..................................................... 83
Cuadro B.1. Información para el diagnóstico con el diagrama Pareto sobre el índice de merma de jarabe terminado................................................................. 84
Cuadro B.2. Volumen de jarabe terminado derramado en la producción de las bebidas con mayor índice de merma, en operación normal. ................... 84
Cuadro B.3. Límites de control y especificación codificados para los productos con mayor índice de merma de jarabe terminado........................................... 84
Cuadro B.4. Volumen porcentual de jarabe terminado derramado en la producción de las bebidas con mayor índice de merma, en operación normal. ......... 85
x
Índice de Figuras
Figura 2.1. Transporte de impurezas a través de los granos (del medio filtrante). ....... 11
Figura 2.2. Mecanismos de remoción de los medios filtrantes ..................................... 12
Figura 4.1. Diagrama de flujo del tratamiento de agua para el proceso ....................... 29
Figura 4.2. Diagrama de flujo de la obtención de jarabe terminado ............................. 32
Figura 6.1. Gráfico de Pareto del índice de merma de jarabe terminado de los productos carbonatados .............................................................................. 39
Figura 6.2. Serie de tiempo del IMC para el producto K a partir de enero 2012 hasta marzo 2013. ................................................................................................ 45
Figura 6.3. Serie de tiempo del IMC para el producto D a partir de enero 2012 hasta marzo 2013. ................................................................................................ 45
Figura 6.4. Serie de tiempo del IMC para el producto E a partir de enero 2012 hasta marzo 2013. ................................................................................................ 46
Figura 6.5. Diagrama de bloques del proceso de dilución del jarabe terminado, para la producción de bebidas carbonatadas. ..................................................... 48
Figura 6.6. Diagrama de bloques de los equipos que intervienen en la manipulación del jarabe terminado, para la producción de bebidas carbonatadas, en la sala de llenado. ........................................................................................... 50
Figura 6.7. Pig utilizado para el arrstre del contenido en la tubería. ............................ 55
Figura 6.8. Gráfico de barras comparativo de la pérdida de jarabe terminado debido a la operación de embotellado entre las tres bebidas con mayor índice de merma. ................................................................................................... 65
Figura 6.9.Gráfico de pastel de la pérdida de jarabe terminado debido a la operación de embotellado de las bebidas con mayor índice de merma. ..................... 66
Figuras 6.10. Diagrama de causa / efecto para la merma de jarabe terminado. ........... 67
1
Capítulo 1: Introducción
Desde una perspectiva administrativa, la eficiencia de una organización, se refiere al logro
de las metas propuestas; específicamente, la eficiencia se refiere a lo adecuado de los
objetivos que se fija una organización y qué tan bien los logra. Por su parte, el término
eficacia hace mención al uso de los recursos para alcanzar los objetivos propuestos.
(Robbins & Coulter, 2005)
En ingeniería, la eficiencia de un proceso, se define como la relación que existe entre los
insumos necesarios y los productos obtenidos en un determinado lapso de tiempo, de modo
que, estas definiciones, establecen el vínculo ineludible entre los procesos productivos y
administrativos, dejando en descubierto que toda organización lucrativa tiene por meta la
mejor inversión para maximizar sus ganancias.
Las organizaciones, en aras de ser más competitivas en este entorno cada vez más exigente,
no se pueden afrontar pérdidas, por lo que la calidad y la productividad deben estrechar
esfuerzos para guiar a la organización hacia los objetivos y metas planteados.
Entre los esfuerzos desarrollados para maximizar la eficiencia, se han desarrollado
numerosas técnicas de administración de la producción, entre ellas el Proceso Esbelto
(Lean Manufacturing), el cual se enfoca en que los procesos deben fluir de manera que se
reduzcan o eliminen aquellas actividades que no generan valor agregado al producto
obtenido, enfocándose en la minimización de mudas (desperdicios, pérdidas, mermas), de
manera que se logre un uso eficaz de los recursos. (Gutiérrez, 2010)
De modo que, resulta imperioso el poder describir las actividades de las organizaciones,
enfocándose en encontrar aquellos procesos que no agregan valor a los productos y que por
el contrario resultan en pérdidas para la organización.
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Conocer los puntos más vulnerables de un proceso productivo, permite realizar un análisis
objetivo, en el cual se logren identificar acciones para sufragar los vacíos que impiden un
desarrollo eficaz y eficiente de la operación.
Antecedentes y descripción de la empresa
La empresa en la que se desarrolla la práctica profesional se dedica a la producción,
embotellado, importación, exportación y distribución de bebidas para consumo, bajo una
reconocida marca a nivel mundial y posee una significativa variedad de productos
disponibles en el mercado: carbonatados, no carbonatados, con y sin preservantes, jugos
con sabor a frutas, bebidas energéticas y minerales, agua embotellada, entre otros que
ofrece de igual manera en gran variedad de presentaciones.
Se ubica en la provincia de San José, Costa Rica, y cuenta con dos plantas productivas, una
que se dedica al envasado de bebidas no carbonatadas en envase Tetra-Pack ® y otra más
grande que embotella bebidas carbonatadas, no carbonatadas, y agua; así como pre-mezcla
para máquinas dispensadoras de bebidas.
La empresa se rige desde cuatro áreas fundamentalmente: calidad, ambiente, inocuidad
alimentaria y seguridad ocupacional; con lo cual implementan una política integral, que
sirve de punto de referencia en la toma de decisiones y planteamiento de metas y objetivos
organizaciones; como parte de estas metas se plantean la optimización de los recursos, de
manera que, reducir las pérdidas es crucial.
Uno de los indicadores sobre los cuales se están tomando medidas, dado el gran egreso
económico que representa, es el de merma de jarabe terminado, este indicador representa la
pérdida de jarabe terminado que es el precursor de la bebida terminada, dicho jarabe es
diluido (y gasificado) en línea en el proceso de embotellado de bebidas carbonatadas
Hasta el 2011, la compañía empleaba un sistema de cálculo del índice de merma de jarabe
terminado, sin embargo a partir del año 2012 se modificó la manera del cálculo de este
3
indicador, dejando en evidencia una situación hasta el momento desatendida, ya que no se
estaban considerando algunos elementos en la determinación de dicho índice.
La modificación de la metodología de cálculo del índice de merma de jarabe terminado, ha
permitido develar una situación desconocida, dando a conocer tendencias diferentes que se
ajustan a los comportamientos operacionales y financieros de la compañía.
De cualquier manera que se haya estado calculado, igualmente se ha observado una
tendencia de crecimiento en la tasa, cuando lo ideal es que dicho valor sea nulo, por el
contrario se obtiene una tendencia de aumento paulatino no deseado.
El objetivo planteado en esta práctica profesional es analizar la pérdida de jarabe terminado
en la producción de bebidas carbonatadas, con mayor índice de merma, en una
embotelladora; esto con el fin de generar un acercamiento a la industria, y conocer sobre los
procesos y la incidencia en el rendimiento de la operación.
4
Capítulo 2: Generalidades sobre las bebidas carbonatadas
En este capítulo, se dan a conocer aspectos teóricos, que respaldan la práctica realizada,
desde la perspectiva de los procesos observados y descritos durante el desarrollo del
trabajo, así como algunas de las técnicas de análisis.
Debido a que la tecnología empleada por la empresa, en la que se realizó el presente
trabajo, es parte de su propiedad intelectual, no es posible señalar los procesos específicos.
Por lo tanto, se describen, a continuación, los procesos más utilizados en plantas de
embotellado de bebidas.
El agua es el motor de la vida, el cuerpo humano está compuesto por más del 50 % de agua
y requiere de la ingesta mínima de entre 2 a 4 litros de agua (u otras bebidas) diarias, para
satisfacer las necesidades fisiológicas. Dichas necesidades varían dependiendo de aspectos
como edad, género, actividad física, entre otras (Kolasa et al, 2009).
Una fuente de hidratación, corresponde a las bebidas carbonatadas, ya que hidratan al
consumidor, al tiempo que brindan sabor y una agradable sensación espumante. Cabe
destacar que, las bebidas carbonatas están compuestas principalmente por: agua,
saborizantes, edulcorantes y gas carbónico.
En el proceso de embotellado de bebidas, intervienen diferentes etapas, entre ellas: el
tratamiento del agua que se utilizará en los productos, la disolución previa de los
concentrados de cada bebida y la incorporación (o no) de los edulcorantes que acompañan
la bebida.
A continuación, se describen estos componentes y otros aspectos relacionados con la
producción industrial de éstas bebidas.
5
2.1. Edulcorantes
Los edulcorantes, son aditivos alimenticios, empleados con el fin de brindar un sabor dulce
a los productos. Es importante mencionar que, algunos alimentos, por su naturaleza,
integran en su composición edulcorantes; sin embargo, durante procesos productivos, se
recurre a su adición para aumentar el sabor dulce y disminuir sabores menos agradables
como el ácido y al amargo (Garcia et al, 2004).
Existe una amplia variedad de edulcorantes, es por ello que, se han establecido diversas
categorías para agruparlos y poder referirlos respecto a propiedades en común; algunas de
estas categorías se muestran en el Cuadro 2.1.
Cuadro 2.1. Clasificaciones comunes de los edulcorantes (García et al, 2004).
Descripción de clase Categorías
En función del origen Naturales, sintéticos
Aporte calórico Calóricos, bajos en calorías, no calóricos
Requerimiento metabólico de insulina
Dependientes de insulina, no dependientes de insulina
Proceso de obtención Naturales, Químicos, Biotecnológicos, Químico-biológico
Se puede mencionar que la principal diferencia entre los edulcorantes calóricos o no
calóricos, es evidentemente el contenido de calorías por porción consumida, sin embargo,
también se puede mencionar el “poder endulzante” de cada uno. En general, los
edulcorantes no calóricos aportan mayor sensación dulce con pequeñas cantidades respecto
a edulcorantes calóricos (Cubero et al, 2002).
A nivel productivo, los edulcorantes han tenido un gran auge en lo que a investigación y
desarrollo compete, a partir de la década de los 60 (y se presume que desde antes) se ha
registrado un incremento en la producción y desarrollo de edulcorantes, iniciando con
6
países más desarrollados, empleando áreas en desarrollo como la biotecnología. (Garcia et
al, 2004)
Dichas investigaciones, responden al cambio constante de las exigencias del consumidor;
en la actualidad, el mercado debe ofertar productos que satisfagan, no solo las preferencias
de sabor, si no que se deben adecuar a las necesidades calóricas de los clientes, un un
entorno en donde, la salud, es el foco de atención. (Garcia et al, 2004)
El constante desarrollo e investigación en este tema, involucra diversos enfoques: el
desarrollo de nuevos edulcorantes, tanto calóricos como no calóricos, han provocado una
inseguridad e inestabilidad en el mercado de la sacarosa, obtenida de la caña de azúcar,
especialmente en países donde una gran parte de sus ingresos se debe a la producción y
exportación de azúcar. Otro aspecto que se considera es la salud humana, respecto al
consumo o no de diferentes tipos de edulcorantes y sus supuestos efectos sobre la salud;
entre otros temas de discusión alrededor de los edulcorantes (Garcia et al, 2004).
En la actualidad, se mantiene especial interés (principalmente científico) en los
edulcorantes calóricos o aquellos que tienen una baja a nula densidad calórica, ya que el
tema de la salud toma gran partido en la sociedad (Cubero et al, 2002).
La temática de los edulcorantes se convierte en el eje central, sobre todo en
recomendaciones alimenticias e inclusive en iniciativas políticas (por ejemplo existen
países donde se imponen impuestos a alimentos con alto contenido de edulcorante, tales
como chocolates y dulces); aun así, se sabe poco sobre el contenido de edulcorantes en
alimentos y bebidas, ya que no es posible hacer una diferenciación química entre aquellos
que son intrínsecos al alimentos y aquellos que son añadidos (Cubero et al, 2002).
En el Cuadro 2.2 se muestran algunos de los edulcorantes encontrados en alimentos
actualmente.
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Cuadro 2.2. Ejemplos de edulcorantes calóricos y no calóricos.
Calóricos No calóricos
Jugo de fruta(s) concentrado
Azúcar de caña
Sacarosa
Jarabe rico en fructosa
Miel
Azúcar invertido
Jarabes de arroz/maíz
Aspartame
Sacarina
Sucralosa
Siclamato
Asesulfame de potasio
Stevia ®
Splenda ®
2.2. El agua en la elaboración de bebidas
El agua es el principal ingrediente en las bebidas carbonatadas, en promedio representa más
del 80 % de su composición, por lo que debe considerarse un eje principal en la
producción, tanto de jarabe terminado, como en las bebidas terminadas.
En las industrias de embotellado, se utilizan exhaustivos sistemas de tratamiento del agua,
para asegurar su calidad y, así, la del producto por obtener. El éxito de esta operación,
determina el progreso de la productividad de la planta, tanto por la reducción de costos, así
como por la satisfacción del consumidor.
2.2.1. Sistemas de potabilización del agua
El agua se encuentra en diferentes fuentes naturales y, generalmente, necesita someterse a
tratamientos, para que sea apta para el consumo. Se pueden encontrar cantidades
considerables de sólidos disueltos tales como: sales, hidróxidos, turbidez; o bien podrían
contener agentes patógenos.
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Por lo que, es necesario incluir un sistema de tratamiento de agua, que asegure un proceso,
en el que se preserven los equipos y la calidad e inocuidad del producto a obtener, inclusive
cuando se trata de agua embotellada en sí (van Dijk, 2007).
Se diseña el adecuado sistema de tratamiento con base en, principalmente, tres variables:
caracterización del agua cruda, inversión y disponibilidad de recursos, y calidad de agua
por obtener, de modo que existen procesos que serán más rígidos que otros, según el rigor
que quisieran conferir a las condiciones del agua para el proceso (Rigola, 1990).
Las operaciones unitarias que se emplean en el tratamiento del agua, no son exclusivas del
agua para procesos, si no que también se pueden emplear en el tratamiento de aguas
residuales previo a su vertido en cuerpos receptores de agua.
2.2.2. Clarificación: Coagulación-floculación
La coágulación se refiere a las reacciones que suceden al agregar un reactivo químico
(coagulante) en el fluido, originando partículas insolubles (Perry & Green, 2008). La
separación de las partículas suspendidas en el fluido, se da mediante la desestabilización de
las partículas suspendidas en el líquido (fluido), de manera que se obtiene una reducción de
las fuerzas de separación entre ellas.
La floculación hace referencia al fenómeno de transporte dentro del líquido, en donde las
partículas tienen contacto, por medio de la formación de puentes químicos entre ellas, de
modo que se forma una malla de coágulos (Perry & Green, 2008).
En otras palabras, la coagulación se refiere a la desestabilización de las partículas en un
fluido mientras que, la floculación, se refiere al proceso en donde las partículas coaguladas
se aglomeran y forman flóculos.
Estos dos procesos son parte de la clarificación del agua, lo que resulta de vital importancia
en la obtención de productos, tales como: bebidas, productos farmacéuticos, derivados del
petróleo, entre otros productos, con baja tolerancia de turbidez en su presentación.
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El proceso se lleva a cabo en tanques llamados clarificadores o espesadores. Una de las
ventajas, es que permite que el líquido clarificado esté (casi) libre de partículas
suspendidas, tal que los costos de filtración se reducen y el agua resultante será de mejor
calidad para su uso en el proceso, o bien para su desecho, depende del fin del sistema
(McCabe et al, 2005).
En el Cuadro 2.3, se presentan algunos de los coagulantes más comunes, se pueden
encontrar de naturaleza orgánica, así como inorgánica, y la selección entre ellos, depende
de las condiciones del agua por tratar y de la calidad del agua necesaria para el proceso en
específico.
Cuadro 2.3. Tipos de coagulantes comunes (Aguilar, 2002).
Inorgánicos Orgánicos
Sales de Aluminio
Sales de Hierro
Cal
Polímeros aniónicos
Polímeros catiónicos
El proceso de clarificado, a través de la coagulación y floculación (seguido de
sedimentación y filtración), tiene como objetivo la remoción de la turbidez del agua; éste
término es aplicado para referirse a los sólidos no sedimentables que, por lo general,
consisten en: material biológico, materia inorgánica y materia causante del color/olor.
(Pizzi, 2003) Tal como se menciona en el Cuadro 2.3, existen diferentes tipos de
coagulantes que intervienen en el proceso, a continuación se describiran algunos.
Sulfato de aluminio: reacciona con la alcalinidad del agua para formar Al(OH)3,
hidróxido muy poco soluble en el agua. El uso de este producto, debe contar con
condiciones adecuadas de alcalinidad en el agua, y se recomienda que se utilice en un
ámbito de 5,8 a 8,5 de pH (Pizzi, 2003).
10
Clorhidrato de aluminio: comparado con el sulfato de aluminio, realiza la misma
reacción de precipitación, sin embargo, requiere de condiciones más flexibles de
alcalinidad y pH para actuar, asimismo, se requiere menor dosificación para resultados
comparables a los del sulfato de aluminio (Pizzi, 2003).
Sales de hierro (cloruros y sulfatos): estas sales disuelven el ion Fe3+ y en presencia de
aniones OH- forman hidróxido de hierro (III), el cual es prácticamente insoluble en
agua, lo cual favorece la desestabilización de las cargas. Estos productos actúan en
agua con ámbitos mucho más amplios de pH y no es tan dependiendte de la alcalinidad
presente, sin embargo, su uso es limitado, ya que el manejo y almacenamiento requiere
de muchos servicios auxiliares, aparte de que su poder oxidante es fuerte y representa
un riesgo sobre la seguridad. (van Dijk, 2007)
2.2.3. Filtración
Luego de la coagulación-floculación, se da la sedimentación (o flotación), donde los
flóculos se remueven del fluido de acuerdo con su tamaño, generalmente en forma de
lodos; el agua clarificada pasa a través de sistemas de filtración, para asegurar que no posea
un exceso de partículas suspendidas.
La materia suspendida, se remueve mediante la filtación, por ejemplo: flóculos de la etapa
de coagulación-floculación-sedimentación, microorganismos y otros precipitados
remanentes en agua luego de tratamientos previos. La remoción de sólidos, se logra debido
a que el agua (fluido) pasa a través de un empaquetamiento granular llamado medio
filtrante, algunos ejemplos: la arena, el carbón activado, carbó
n de antracita y otros materiales o combinaciones (Pizzi, 2003).
El paso del material suspendido, a través del material granular, propicia que los poros del
medio filtrante se cubran con el material removido, esto causa que, conforme se utiliza,
11
aumenta la resistencia hidráulica (presión necesaria para fluir una sustancia a través de un
medio).
Por lo tanto, dicha materia removida, se elimina mediante retrolavado, en donde se hace
pasar un flujo de agua tratada (u otro fluido libre de impurezas), en dirección opuesta al de
la operación del filtro, para arrastrar el exceso de material de los poros del medio filtante.
En la Figura 2.1 se muestra algunos de los patrones de transporte de material suspendido
hacia el medio filtrante (van Dijk, 2007).
Con el uso de etapas de proceso previas, tales como la clarificación del agua, reduce los
costos de filtración, ya que el fluido, con menos impurezas (respecto al agua cruda) hace
posible un filtrado más efectivo, rápido, y con períodos de retrolavado más amplios y de
menor duración; al mismo tiempo que se reduce el impacto sobre los equipos, durante su
operación (van Dijk, 2007).
Figura 2.1. Transporte de impurezas a través de los granos (del medio filtrante)
(modificado de van Dijk, 2007).
12
La filtración es el proceso que mayor incidencia tiene sobre la reducción de la turbidez y
esto impacta directamente al consumidor (sea interno o externo) desde una perspectiva
estética, de la salud y en el proceso, con un menor daño a los equipos a largo plazo.
El exceso de material suspendido, puede llegar a escudar a microorganismos, durante el
proceso de desinfección (por ejemplo con radiación UV o agentes químicos), lo que
condiciona la calidad e inocuidad del agua tratada (van Dijk, 2007).
La remoción del material suspendido, aumenta la vida útil de los equipos de transporte de
los fluidos (agua u otro). Lo que se traduce en menores gastos por mantenimiento y reduce
los costos de las etapas siguientes del tratamiento y proceso.
Una compleja combinación de mecanismos, tanto químicos como físicos, intervienen en la
filtración. El de mayor interés, es la adsorción de las impurezas sobre los granos del
material filtrante; las fuerzas de atracción durante la filtración son semejantes a las que
ocurren durante la etapa de coagulación-floculación, por lo que es recomendable ésta etapa,
previa a la filtración, para buscar optimizar el proceso de filtrado. En la Figura 2.2 se
muestran dos mecanismos de filtrado. (Pizzi, 2003)
Figura 2.2.Mecanismos de remoción de los medios filtrantes
(modificado de Pizzi, 2003).
13
En la Figura 2.2 se observa que, depende del medio utilizado en la filtración, se lleva a cabo
una retención mecánica de las partículas removidas, o bien se puede lograr una remoción
por adsorción. Éste último fenómeno se logra en medios muy porosos, por ejemplo el
carbón activado, en el cual se adsorben partículas como las del cloro y otros compuestos
(Pizzi, 2003).
2.2.4. Desinfección
El agua debe desinfectarse antes de su consumo, ya que solamente el 1% del agua,
disponible en La Tierra, es apta para el consumo humano. Además, estudios estiman que, el
80% de las enfermedades, en países en vías de desarrollo, son causadas por agua
contaminada y un mal tratamiento de aguas municipales; algunas de estas enfermedades se
mencionan en el Cuadro 2.4 (Jyoti & Prandit, 2012).
Cuadro 2.4. Peligros para la salud de algunos microorganismos encontrados en fuentes de
agua (Jyoti & Prandit, 2012).
Tipo de microorganismo Nombre del microorganismo Enfermedad asociada
Bacterias
Salmonella typhosa Tifoidea
Salmonella flexneri Disentería
Vibrio cholerae Cólera
Escherichia Coli Gastroenterítis
Parásitos Giardia lamblia Giardiasis
Cryptosporidium parvum Criptosporidiasis
Virus Poliovirus Parálisis muscular
Hepatitis Hepatitis infecciosa
La desinfección, se refiere al proceso mediante el cual se destruye el código genético o
inactivan microorganismos patógenos (causantes de enfermedades), tales como: virus,
14
bacterias, hongos y protozoarios (ver ejemplos en el Cuadro 2.4). Este proceso es diferente
al de esterilización, ya que no pretende la eliminación total de los organismos vivos ni
requiere de tratamientos tan agresivos y extensivos (Pizzi, 2003).
Existen numerosas técnicas de desinfección de agua, tales como: tratamiento térmico,
radiación ultravioleta y cloración, algunas más efectivas que otras, la elección de la técnica
adecuada depende de las exigencias del proceso y el uso que se le dará al agua.
2.3. Jarabe terminado
La disolución previa de los concentrados y la incorporación (o no) de los edulcorantes, se
conoce como jarabe terminado. Por definición, el jarabe terminado, es una mezcla final
(previa al embotellado) que contiene los ingredientes sápidos que caracterizan a las bebidas
por embotellar (Zapata, 1966).
Los jarabes terminados son la base para las bebidas, ya que son los precursores de las
propiedades sensoriales de las mismas; se obtienen debido a que es posible modificar las
concentraciones de: los edulcorantes, ácidos, sabores, colores, e incluso polisacáridos, que
permiten al consumidor una amplia variedad de nuevas e interesantes experiencias
sensoriales (Molina et al, 2009).
La preparación de los jarabes es uno de los procesos más importantes de la embotelladora
de bebidas, tanto por inocuidad, como por el control de la concentración de los ingredientes
que la componen (calidad); al mismo tiempo, es una operación que representa la mayor
inversión en materias primas de todo el proceso, debido al valor de los concentrados,
edulcorantes y agua. El objetivo primordial de la elaboración de jarabes es la preparación
de un jarabe mezclado satisfactoriamente, para lograr producir bebidas uniformes de alta
calidad (Zapata, 1966).
La importancia de la preparación de los jarabes terminados, radica en que, se da una mezcla
de los componentes que caracterizan a la bebida en una forma líquida y uniforme (tras un
15
periodo de agitación considerable), de manera que, cuando se lleva al proceso de
embotellado, en donde se realiza una dilución final ( en el caso de bebidas carbonatadas: la
carbonatación), se asegura que, todas las bebidas contengan los mismos ingredientes, en las
mismas proporciones, asegurando así, una distribución homogénea de los ingredientes en
cada bebida y la calidad de la misma.
2.3.1. Características del jarabe terminado
Los jarabes terminados, para bebidas carbonatadas, se preparan entre 25 y 65 grados Brix
(unidad de medición para expresar densidad y que se asocia con el contenido de sacarosa, u
otras sustancias) (Zapata, 1966).
Las características de los jarabes variaran, dependiendo de las características de la bebida:
si contienen o no sacarosa, si es de carácter ácido o alcalino, la fuerza de los sabores
(pungencia), entre otros; pero todos se podrían expresar con parámetros en común, como
los que se mencionaran a continuación.
Densidad (grados Brix)
Esta propiedad es importante para bebidas preparadas con sacarosa, ya que los grados brix
representan una medida de densidad, la cual se relaciona con en el contenido de sacarosa.
Por lo que, se puede conocer el porcentaje másico de azúcar en una disolución, mediante la
determinación de los grados brix.
Los grados Brix, es una medida muy representativa y aceptada en la industria, y no se
limita solamente en el ámbito de bebidas, sino que es adoptada por otras organizaciones
dedicadas a la obtención de concentrados frutales, así como en la producción agro-
alimentaria como medida de maduración de cultivos (Creus Sole, 2005).
16
Acidez
Es la capacidad de las sustancias para neutralizar sustancias alcalinas, en términos
cuantitativos, la acidez se refiere a los miligramos de una sustancia básica (generalmente
NaOH), para neutralizar los ácidos libres o totales presentes en una cantidad determinada
de una sustancia (acidez libre o total).
La acidez, se puede determinar en las bebidas, a través de una valoración ácido-base, en la
cual, el punto final corresponde a un pH de referencia, el cual se determina a partir de la
acidez que se esté determinando, ya sea acidez libre o acidez total.
De igual manera, puede determinar la acidez de bebidas con base a un ácido en específico,
por ejemplo se podría determinar la acidez de bebidas lácteas respecto al ácido láctico
presente, o en cítricos respecto al ácido cítrico en su composición (Herrera Ramírez, 2003).
2.4. Pérdidas (mermas) de producción.
Por desperdicio o muda, se debe entender como aquello que genera costos en el proceso,
pero no valor agregado al producto en sí; es decir algo que le cuesta recursos a la unidad
productiva, pero no hace que el producto (o servicio) final sea más valioso. (Gutiérrez,
2010)
Diferentes autores han clasificado varios tipos de pérdidas y los han identificado de la
siguiente manera:
1. Sobreproducción: producir mucho o más pronto de lo solicitado por el cliente.
2. Esperas: tiempo que no genera valor agregado.
3. Transportación: transporte innecesario de materiales, insumos, personas,
herramientas y productos, entre otros.
4. Sobreprocesamiento: esfuerzos no requeridos por clientes y que no agregan valor.
5. Inventarios: mayor cantidad de suministros que los realmente necesarios.
6. Movimientos: movimiento innecesario de personas o herramientas.
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7. Retrabajos: repetición o corrección de un proceso.
8. Talento humano: falla en el uso de habilidades de las personas para incrementar el
desempeño. (Gutiérrez, 2010)
En referencia al sector productivo, las pérdidas o mermas de producción son la diferencia
que existe entre el valor teórico esperado de producción, respecto al valor real alcanzado
(Asencio Tadeo, 2010).
Se podría analizar desde diferentes perspectivas, por ejemplo respecto a contabilidad de
costos corresponde a la diferencia entre el retorno sobre una inversión esperada, respecto a
la percibida; o bien desde una perspectiva productiva, se puede determinar respecto a la
cantidad de artículos esperados con un material de referencia; respecto al valor real
producido con ese material. (Asencio Tadeo, 2010)
Puede referirse a las pérdidas como mermas, esta es una designación común en la industria
y se establecen índices de control de la producción con ambos nombres indistintamente, ya
que se refieren al mismo concepto.
2.4.1. Merma de jarabe terminado
Cada unidad de negocios establece su metodología, para determinar la mermas de cada
material en específico, ya que la manera de cuantificar las pérdidas de los insumos, varía
según la empresa, de acuerdo con las necesidades de cada una.
En la compañía en la que se realizó el estudio, la merma de jarabe terminado para bebidas
carbonatadas, se utiliza la Ecuación 2.1, mostrada a continuación:
( ) ( )
( ) (2.1)
En la ecuación, se muestra el cálculo realizado para llevar el índice de merma de jarabe
terminado, en la cual se establece un porcentaje sobre la diferencia entre el consumo de
18
jarabe real para la producción de las cajas de producto planificadas, respecto al consumo de
jarabe teórico que se espera consumir para obtener las cajas de producto planificadas; este
índice se calcula de manera diaria, mensual y anual.
La forma exacta con que se determina estos consumos, en litros, corresponde a propiedad
intelectual de la empresa, de manera que no se puede ofrecer un análisis más detallado del
mismo; pero sí un significado (Sanabria Berrocal, 2013).
Dado el valor del índice de merma se puede establecer las siguientes interpretaciones:
Merma < 0: el consumo de jarabe fue menor al esperado teóricamente (ganancia).
Merma = 0: El consumo real coincide con el esperado teóricamente.
Merma > 0: el consumo de jarabe fue mayor al esperado teóricamente (pérdida).
El ideal corresponde a una merma de cero, lo cual representaría un 100 % de eficiencia de
las líneas de embotellado, donde se empleó justo el jarabe disponible para producir la
cantidad de producto demandada, tal como se planificó.
2.5. Análisis de datos e indicadores
Para llevar el control sobre el estatus de la producción, se emplean indicadores de
producción, por ejemplo: producto producido por horas hombre trabajadas, utilización de
recursos respecto a la obtención de productos (por ejemplo electricidad, agua, combustible,
entre otros); y por su puesto indicadores económicos y de ventas.
En los apartados a continuación, se mencionaran algunas técnicas para el análisis de datos y
toma de decisiones, utilizados como parte del desarrollo del presente escrito.
2.5.1. Diagramas de Pareto
Se conocen también como Gráficos de Parteo, los cuales se asocian con la regla del 80-20;
esta herramienta de análisis de datos es muy funcional en la identificación de defectos que
19
aparecen en un servicio o producto; la regla del 80-20 lo que define es que se podría
atender el 80 % de los defectos trabajando sobre el 20 % de los factores.
En esta herramienta visual se resume información importante, y permite un análisis mucho
más ágil y objetivo; en éste se muestra un gráfico de barras que muestra la frecuencia de los
eventos atribuibles a un defecto en específico, y otra gráfica superpuesta que muestre el
porcentaje acumulado correspondiente a cada uno de los efectos como tal.
Para la elaboración de un gráfico de este tipo se debe realizar un tratamiento previo de los
datos por analizar, en este caso es necesario organizar los datos de orden de mayor a menor
frecuencia de ocurrencia de eventos.
A pesar que la Regla 80-20 se asocia directamente con este tipo de gráficas, no se establece
una relación rígida, ya que los diagramas de Pareto corresponden a un diagrama de
diagnóstico como tal. (Lind et al, 2008)
2.5.2. Diagramas Causa/Efecto (Ishikawa)
Esta herramienta permite: identificar, explorar y exhibir de manera gráfica y ramificada, las
posibles causas de un evento o condición, con el fin de descubrir el origen de cada una.
Este diagrama permite una mejor atención en el origen del problema, centrándose en la
causas, más que en los síntomas. Esta herramienta gráfica se asemeja a las espinas de un
pez en donde cada ramificación constituye una causa más profunda cada vez (Brassard &
Ritter, 1994).
Existen tres metodologías para elaborar un diagrama de Ishikawa: 6M, flujo de proceso y
estratificación.
20
6M: es el más común y consiste en agrupar las potenciales causas en seis clases:
métodos de trabajo, mano de obra, materiales, maquinaria, medición y medio
ambiente.
Flujo de proceso: en la construcción de éste diagrama, la línea central sigue la
secuencia de los procesos en los que se da el problema analizado, y se señalan con
líneas las causas posibles correspondientes a cada etapa
Estratificación: su trazado es similar al de las 6M, sin embargo este método no
pretende clasificar las posibles causas, sino más bien trabajar sobre ellas
directamente. (Gutiérrez, 2010)
2.5.3. Lluvia de ideas
Es común, en los equipos de mejora, emplear lluvias de ideas, en las que se encuentran
causas o soluciones a la(s) causa(s) de los problemas. Pese a que se utiliza con frecuencia y
permite el pensamiento creativo, debe desarrollarse en un proceso disciplinado y muy
organizado, para no perder el enfoque de la discusión. (Gutiérrez, 2010)
2.6. Carbonatación de bebidas
La carbonatación de bebidas es un proceso mediante el cual se diluye en la bebida gas
carbónico mediante la aplicación de altas presiones y bajas temperaturas. En la industria de
embotellado de bebidas carbonatadas se suele emplear diversos métodos para alcanzar el
grado de carbonatación deseado.
El CO2 puede ser introducido en las bebidas mediante la inyección del mismo a un
recipiente sellado; en el cual se inyecta el gas en la bebida, lo cual aumentará la presión
dentro del recipiente al mismo tiempo que eleva la solubilidad del dióxido de carbono en el
líquido (Descoins et al, 2006).
21
Otro método empleado, es el de la inyección en un proceso continuo mediante un venturi
en el flujo de líquido (bebida); empleando éste método, se logra un mejor mezclado, lo que
propicia grados de carbonatación mayores. Luego del proceso, el líquido carbonatado se
almacena en recipientes presurizados, o bien directamente en las botellas (Descoins et al,
2006).
Es posible lograr valores que alcanzan los 9gCO2/Lbebida; sin embargo, el valor de
carbonatación de las bebidas, dependerá de las exigencias (o preferencias) del mercado, así
como la relación costo beneficio del producto obtenido (Descoins et al, 2006).
22
Capítulo 3: Metodología
El objetivo de esta práctica consistió en analizar la pérdida de jarabe terminado en la
producción de bebidas carbonatadas. Para este fin, se llevó a cabo un ejercicio de
caracterización de la merma de jarabe terminado y para ello se empleó la metodología que
se detalla a continuación y que se llevó a cabo directamente en la unidad de manufactura de
la embotelladora que brindó esta oportunidad de desarrollo profesional.
3.1. Descripción del proceso de preparación de jarabe terminado
Para conocer el proceso de preparación de los jarabes de bebidas carbonatadas, se
presenciaron seis preparaciones:
3 preparaciones para productos con azúcar.
3 preparaciones para productos sin azúcar.
En estas observaciones, se siguió todas las labores que realizan los operadores, que
preparan los jarabes; desde alistar (limpieza y verificaciones) los equipos, y conexiones de
tuberías, los cálculos y adición de materiales, finalizando cuando es entregado al
departamento de calidad como producto intermedio terminado, para obtener la aprobación.
Simultáneamente, que se realizaba observación visual, se complementó la acción con una
explicación oral del personal a cargo de la preparación, donde se indicó los cuidados y
detalles en cada etapa de la preparación de los jarabes.
Se obtuvo información adicional de los procesos relacionados a la preparación, tal como el
tratamiento del agua del proceso, para lo cual se obtuvo una capacitación por parte de la
Supervisora de Tratamiento de agua y de los operadores a su mando, en donde se detalló
cada una de las etapas del proceso y su importancia.
23
Adicionalmente, se recibió una explicación, por parte del Coordinador de Jarabes, respecto
al manejo y otros temas relacionados con el tema de los concentrados y el azúcar empleado
en las preparaciones, así como de la organización de preparaciones en la sala de
preparaciones de jarabes terminados.
3.2. Identificación de las técnicas de control de calidad en jarabes terminados
Se llevó a cabo labores de campo junto con los analistas de calidad para cada una de las
preparaciones observadas; en el desarrollo de este ejercicio se incluyó una capacitación
sobre el uso de los diferentes equipos de medición; y técnicas de muestreo.
De esta manera, se obtuvo una explicación por parte de los encargados del área sobre la
importancia de los parámetros determinados en cada lote analizado, así como las acciones
que se toman como medida de contingencia.
Con el fin de desarrollar habilidades de campo, se ejecutaron algunos de los análisis que se
realizan con la supervisión y guía de los analistas; con el fin de experimentar y comprender
los cuidados que conlleva cada análisis.
3.3. Determinación de los jarabes con mayor índice de merma
Para este apartado, se recopiló datos históricos, desde el año 2012 hasta el mes de abril del
2013, de los índices de merma de los jarabes terminados, con ayuda y autorización de la
persona encargada de la gestión de los índices de producción; en este caso se solicitó
mucha discreción con dicha información; por lo que para protección de la propiedad
intelectual de la empresa en la que se desarrolló la práctica, no se especificarán los nombres
de las bebidas de los jarabes terminados; y los datos de índice de merma serán codificados
con un factor que solo afecte su valor, pero que no altere su tendencia.
24
Una vez recopilados los datos, se empleó la herramienta de Gráfico de Pareto para realizar
el análisis para identificar las tres bebidas con el índice de merma de jarabe terminado más
alto; es decir identificar los tres productos carbonatados con mayor índice de merma.
3.4. Identificación de las pérdidas en el proceso
Se inició con un reconocimiento de campo de la red de tuberías e instrumentación que
componen el proceso de embotellado de bebidas; esto con el fin de identificar aquellos
puntos del proceso sobre los cuales se podría realizar una mensuración convencional, a
través de la lectura de equipos de medición en línea.
Dado a que las bebidas seleccionadas no son de producción diaria, sino más bien
esporádica, se analizaron dos corridas de cada bebida en cada una de las líneas, para un
total de 8 observaciones.
Con la ayuda de los operadores de cada una de las líneas, se recibió una explicación de los
procedimientos de arranque y corte de cada una de las producciones, esta explicación tiene
su fundamento en procedimientos establecidos por la compañía; sin embargo con la
explicación in situ, se buscó conocer el valor que le agregan los operadores dada su
experiencia.
En este caso, se buscaron aquellos puntos en los que fuese una necesidad o tarea rutinaria el
derrame de jarabe durante el proceso productivo, ya sea por enjuagues del equipo u
operaciones de estabilización y, junto con analistas de calidad y supervisores de
producción, se solicitó una explicación de la importancia o necesidad de estas etapas.
De esta manera se identificaron los puntos en el proceso como tal que incidían directamente
en el índice de merma de jarabe; y con los recorridos por las líneas y las observaciones
realizadas se identificaron puntos del equipo y el proceso.
25
3.5. Estimación de pérdidas de jarabe terminado
Para la determinación de las pérdidas de jarabe durante el proceso de producción de las
bebidas seleccionadas para el análisis, se realizaron algunas estimaciones del volumen de
los equipos sobre el proceso; se empleó una probeta de alta capacidad para determinar el
volumen de jarabe purgado aproximado, en los muestreos de calidad.
Se determinó el volumen de jarabe purgado de la tubería previo a la conexión con la línea
de llenado mediante revisión del diseño de tuberías, así como el tiempo de purga necesario
durante la conexión de los tanques en las producciones seleccionadas.
Se estimaron las pérdidas durante el llenado mediante la revisión del diseño de los equipos
para determinar la capacidad de los mismos y la cantidad de enjuagues o purgas durante la
producción; para lo cual, se utilizaron estimaciones previas que ha realizado la compañía
como referencia.
Con colaboración del departamento de calidad y producción se realizó una estimación del
jarabe perdido por producto fuera de norma (que no cumple las especificaciones fijadas),
mediante la aplicación de un factor para relacionar las cajas de producto rechazado respecto
al jarabe terminado necesario para su preparación.
3.6. Descripción de la merma de jarabe terminado
Una vez identificados los puntos de pérdida de jarabe, se elaboró un diagrama de
Causa/Efecto, para representar gráficamente las operaciones que inciden sobre la pérdida
de jarabe terminado.
Con los datos recolectados en los apartados anteriores se realizó un análisis para describir
de mejor manera los datos recolectados en cada una de las producciones estudiadas. Con
esto se elaboraron gráficas para darle una manera más sencilla de interpretación de los
datos y así facilitar toma de decisiones en cuanto a futuras acciones.
26
3.7. Propuesta de oportunidades de mejora
Una vez recolectada y analizada la información durante las producciones seleccionadas y el
análisis de datos, se realizó una lluvia de ideas en la que participan diferentes
colaboradores, con los que se discutieron propuestas sobre los puntos durante el proceso
sobre los que se podrían tomar acciones para reducir las pérdidas.
27
Capítulo 4: Proceso de obtención de jarabe terminado de bebidas
carbonatadas
El embotellado de bebidas carbonatadas es un proceso continuo, en donde se empaca una
bebida en presentaciones para el consumo; sin embargo, es esencial asegurar que cada
botella contenga la misma proporción de ingredientes saborizantes, cualidad que se asegura
con una disolución previa de los mismos en un proceso “por lotes”.
Su obtención es un proceso relativamente simple, pero tiene implícito complejidad y
cuidado, ya que es un proceso clave en la elaboración de bebidas, dado que la satisfacción
final del consumidor depende de la efectividad de la preparación, y en términos financieros,
significa una inversión importante de materias primas.
En el presente apartado, se mencionan los procesos clave en la producción de jarabes
terminados, específicamente de la empresa en la que se realiza la práctica profesional.
Debido a la custodia de la propiedad intelectual, no se mencionarán, específicamente, la
tecnología empleada por la embotelladora en cuestión.
4.1. Tratamiento del Agua para el Proceso
El proceso de embotellado de bebidas carbonatadas, inicia desde el tratamiento previo que
se le da al agua para obtenerla, desde la fuente, en condiciones óptimas para emplearla en la
producción de alimentos, específicamente bebidas. El agua se trata, ya que debe cumplir
con los estándares requeridos por las autoridades gubernamentales y los establecidos por
cada compañía, siempre y cuando se satisfagan ambos.
Éste es uno de los puntos más crítico de todo el proceso, debido a que el agua es el
ingrediente presente en mayor porcentaje en las bebidas (más del 80 %). Entre las
principales variables que se monitorean y controlan del agua, se puede mencionar la
remoción suficiente de los agentes que se incorporan en los diferentes procesos de
28
tratamiento a los cuales se le somete; por ejemplo: la concentración máxima permitida de
residuos de floculantes/coagulantes, cloro y sales minerales.
Para asegurar la inocuidad, se debe asegurar la efectividad de los métodos de desinfección
empleados, generalmente esto se logra gracias a las pruebas microbiológicas; con especial
atención en aquellos microorganismos que resultan peligrosos para la salud pública.
El monitoreo periódico de las propiedades físico-químicas del agua del proceso, resulta
esencial para asegurar el cumplimiento de las condiciones que proporcionen un adecuado
proceso y la maximización de ganancias, al evitar pérdidas por contaminación u otra
situación que se derive de condiciones no idóneas del agua de proceso.
En la empresa que se realiza esta práctica dirigida, se obtiene el agua mediante dos fuentes:
municipal y subterránea, el mayor abastecimiento lo logra mediante la extracción del agua a
través de pozos, y suple demandas menores con abastecimiento municipal.
Independientemente de la fuente de captación, toda el agua que ingresa a la planta de
producción debe someterse al sistema de tratamiento de aguas, para asegurar las mismas
condiciones; el cual, se compone por etapas y operaciones unitarias comunes en sistemas
de tratamiento de aguas de proceso. En la Figura 4.1 se muestra un diagrama de flujo en
que se muestra el tratamiento que se le da al agua para su uso en la producción de bebidas
embotelladas.
En la Figura 4.1, se presenta el diagrama de flujo del tratamiento del agua, desde su
captación, hasta que es entregada a la planta de embotellado para su uso; así se asegura que,
el agua posea condiciones inocuas y físico-químicas satisfactorias, de acuerdo con el
requerimiento de la compañía, verificando dichas condiciones periódicamente durante cada
día.
El agua cruda posee niveles significativos de dureza y turbidez (sólidos totales disueltos y
sedimentables totales), y no proviene de un ambiente inocuo; de esta manera, se justifica la
29
primera desinfección por métodos químicos; para luego almacenar el agua en cisternas,
previo a su tratamiento.
Figura 4.1. Diagrama de flujo del tratamiento de agua para el proceso.
Durante el almacenamiento, se mantienen concentraciones específicas del agente químico,
de manera que se logre el tiempo de contacto requerido, para asegurar la efectividad de la
desinfección.
El proceso de clarificado (coagulación-floculación) conlleva añadir agentes que
contribuyen en el proceso, con los cuales, se retiran la mayor parte de sólidos en el agua y,
luego de este sistema, el agua se envía a un filtro de medio grueso, en donde serán
removidos aquellos sólidos que no sedimentaron.
Agua cruda Desinfección Química Almacenamiento
ClarificaciónFiltración Gruesa
Filtración Media
Filtración Fina
Desinfección Física
Agua para el proceso
30
Luego de retirar los sólidos de tamaño mayor, se envía a un sistema de filtrado más fino, en
donde se aprovecha para realizar una adsorción de las sustancias, que han sido añadidas al
agua durante el tratamiento, asegurando así un agua libre de residuos químicos.
Finalmente se hace pasar el agua por una membrana con un menor micronaje, para la
remoción final de cualquier rastro de los medios filtrantes arrastrados en los procesos
anteriores. Finalmente, se hace pasar el agua por un medio de desinfección física, para
garantizar la inocuidad, previo a su uso en las labores de producción.
4.2. Edulcorantes de las bebidas
La embotelladora posee una amplia gama de productos, sin embargo, se podría referir a una
clasificación más concreta para este análisis: bebidas endulzadas con azúcar (edulcorante
nutritivo o calórico) y las endulzadas con edulcorantes con bajo o ningún contenido
calórico.
4.2.1. Azúcar
La empresa emplea azúcar líquido (jarabe simple) como edulcorante nutritivo, este es un
producto elaborado por la Liga Agrícola Industrial de la Caña de Azúcar (LAICA) bajo la
marca PROZUCAR, éste producto es ideal para la elaboración de bebidas, ya que al
obtener el azúcar de esta manera, se ahorra tiempo y recursos de producción; además, el
área de almacenamiento disminuye y se mejora el control sobre el proceso productivo de
mayor interés: elaboración de bebidas. (LAICA, 2009)
Este tipo de edulcorante, se debe añadir a la preparación del jarabe terminado como un paso
más durante la preparación, es decir no se incluye dentro de los concentrados. Valga hacer
la aclaración que, el término azúcares añadidos, se refiere al azúcar (o endulzante) que se
añade durante la preparación de algún tipo de alimento; pero también están los azúcares
31
intrínsecos de cada alimentos, que están presentes per se en su composición; aún hoy,
tomar un producto del mercado y cuantificar la cantidad añadida resulta una tarea muy
desafiante y en la mayoría de los casos, impráctico. (Zygler et al, 2009)
De esta manera, la producción de bebidas con azúcar incluye un paso muy importante y es
la adición suficiente de azúcar, para brindarle a la bebida final un sabor dulce; pero sin
sacrificar los sabores de la bebida. Es importante recalcar que, las bebidas endulzadas con
azúcar, se caracterizan por los grados Brix; mensurables gracias a equipos, tales como:
densímetros o refractómetros.
4.2.2. Edulcorantes sin o bajos en calorías
Con el fin de satisfacer necesidades calóricas, de los diferentes consumidores de los
productos ofrecidos por la compañía embotelladora, se ofertan productos bajos en calorías,
lo cual se logra mediante la sustitución del azúcar por otros tipos de edulcorantes bajos o
sin calorías. En los productos carbonatados de la embotelladora, se pueden encontrar
principalmente dos: aspartame y asesulfame de potasio (Ace-K); de acuerdo con las
etiquetas de información nutricional de los productos.
A diferencia del azúcar líquido, éstos no son añadidos como un paso extra durante la
preparación del jarabe terminado, sino que forman parte de los concentrados. Para los
jarabes terminados de este tipo de bebidas, su caracterización no depende de los grados
Brix (ya que en su composición, el contenido de sacarosa no es una variable de control),
sino de otras propiedades de cada bebida, por ejemplo la acidez.
4.3. Adición y disolución de concentrados
Finalmente, la obtención del jarabe terminado se da con la adición y disolución de
concentrados de las bebidas, en estas materias primas se obtienen los diferentes
32
saborizantes y otros ingredientes, que se especifican en las respectivas etiquetas de los
productos.
Los concentrados se deben agregar, de manera tal, que se asegure una adecuada
homogeneización del jarabe terminado, de modo que, el proceso se estandariza mediante el
orden de adición y tiempos mínimos de agitación, con el fin de evitar posibles desviaciones
del proceso.
Otro cuidado importante: asegurar la integridad y vigencia de los concentrados, de manera
que, se agregue la cantidad especificada de cada concentrado, así como la inocuidad del
producto, como tal; de modo que, durante la operación de adición de concentrados se debe
prevenir la introducción de material extraño; para lo cual se emplean medios filtrantes.
En la Figura 4.2 se muestra un diagrama de flujo que resume el proceso de preparación de
jarabe terminado de las bebidas carbonatadas.
Figura 4.2. Diagrama de flujo de la obtención de jarabe terminado.
Concentrados Pre-disolución de concentrados
Mezclado y Homogeneización
Edulcorante
Agua Tratada
Jarabe terminado
33
Es necesario hacer énfasis en la adición de los concentrados, por lo general, éstos se
obtienen separados por sus características: los perservantes, emulsiones, sustancias ácidas,
sustancias de naturaleza alcalina, saborizantes, colorantes, pulpa de fruta, entre otros; de
este modo el orden con que se añaden resulta importante, ya que se debe velar por que no
se produzca una interacción entre estos concentrados, tal que peligre su integridad; por
ejemplo: una incorrecta adición de partes de concentrado podría incurrir en la separación de
una emulsión o en la decoloración de un jarabe.
Una situación de riesgo de integridad en los concentrados es una amenaza latente sobre la
productividad de la planta, ya que si un jarabe terminado se ve afectado por esto,
significaría pérdida de tiempo, recursos y por ende dinero.
4.4. Resumen de preparación del jarabe
Se puede resumir el proceso operativo de preparación del jarabe terminado para bebidas
azucaradas, de la siguiente manera:
1. Determinación de la cantidad y adición de azúcar al tanque de preparación
2. Pre-disolución de concentrados
3. Adición y mezclado de los concentrados pre-disueltos al tanque de preparación
4. Aforo con agua al volumen correspondiente
5. Agitación para asegurar homogeneización
6. Reposo
Para las bebidas no azucaradas:
1. Determinación de la cantidad y adición del 70 % del volumen de agua requerido.
2. Pre-disolución de concentrados
3. Adición y mezclado de los concentrados pre-disueltos al tanque de preparación
4. Aforo con agua al volumen correspondiente
34
5. Agitación para asegurar homogeneización
6. Reposo
El último punto de la preparación, el de reposo, es necesario considerarlo, debido a que si
no se cumple con el período de reposo mínimo para una preparación, previo a ser utilizado
en la línea de embotellado, puede generar problemas por producción de espuma.
Este problema, se presenta a que si el jarabe terminado no se encuentra estático durante el
bombeo a las salas de producción, se corre el riesgo de que una turbulencia excesiva
interfiera con el correcto proceso de carbonatación de la bebida, y por ende se produzco
mucha espuma dentro de la botella, a la hora del llenado de las mismas.
35
Capítulo 5: Técnicas de control de calidad sobre el jarabe terminado
Como parte de un compromiso de la empresa con la calidad de los productos que entregan
a sus consumidores, asegura sus gestiones bajo estándares ISO 9001, ISO 14001, OHSAS
18000 y FSSC 22000; de modo que se rigen bajo un sistema de gestión integral que
involucra áreas de calidad, ambiente, seguridad e inocuidad.
En este sentido, los procesos que se llevan a cabo procuran un grado de estandarización
satisfactorio; para una baja variabilidad en los procesos.
Para la preparación de jarabe terminado, la empresa posee un manual operativo general; sin
embargo, para cada producto se cuenta con instrucciones específicas, en las que se detalla:
Etapas de preparación del jarabe
Características de los concentrados que componen la fórmula de cada producto
Orden de adición/disolución de los concentrados, así como el agua necesaria para
cada uno.
Tiempo de agitación mínimo requerido
Características del jarabe terminado: propiedades físico-químicas (Grados Brix,
pH, acidez entre otros) y organolépticas (apariencia, textura, sabor y olor)
Operativamente, la calidad de los jarabes terminados se controla mediante un muestreo del
100 % de los lotes de jarabe terminado elaborados; los cuales se someten a una serie de
pruebas, con las que se determinan las variables de control, que ha determinado la empresa,
para satisfacer los requerimientos de calidad.
En el caso de los jarabes terminados que han sido endulzados con azúcar, la principal
característica por controlar es el contenido de sacarosa, propiedad que se determina
mediante los grados Brix, a través de su correspondencia con la densidad.
36
Para los productos que no contienen azúcar, la variable por controlar dependerá más de la
naturaleza de la bebida por obtener; se controla la concentración de otro componente del
jarabe, tal como: ácido fosfórico, ácido cítrico o los carbonatos; sin embargo el método es
propio para cada jarabe.
En la planta, existe una persona encargada específicamente del control de calidad del
proceso de elaboración de los jarabes terminados, ya que se encarga del monitoreo y
control del tratamiento de agua del proceso, la calidad final de los jarabes terminados;
paralelamente de las operaciones de limpieza y saneamiento de los equipos de producción y
se apoya con las personas encargadas del control de calidad de las materias primas, para el
control de calidad del azúcar líquido y concentrados.
El tratamiento del agua, involucra a un departamento específico para esta tarea, y pese a
que pertenece al área de producción, realizan monitoreo constante de la calidad del agua;
esto funciona como un indicador de la efectividad de cada etapa del proceso; y además es
una herramienta para el departamento de calidad, para verificar las condiciones adecuadas
del agua, para ser empleada en el proceso; la comprobación microbiológica de la calidad
del agua se realiza de manera rutinaria.
Con respecto al azúcar líquido, cada lote, se acepta respecto a los grados Brix, de éste
dependerá la cantidad volumétrica a emplear en cada preparación de jarabe terminado.
Además del contenido de sacarosa, las propiedades organolépticas resultan determinantes,
ya que serán parte del producto final; por lo que el azúcar líquido debe estar libre de
partículas extrañas, de un olor fuera del normal, aceptado para el azúcar, y de unidades de
color, tan altas, que pueda afectar la apariencia de los productos.
El control de calidad aplicado a la preparación de los jarabes involucra observación de
campo, por ejemplo: previo a cada preparación se realiza un identificación y conteo de las
partes del concentrado del jarabe por utilizar, con el fin de que cada lote incluya
únicamente los ingredientes que le corresponden y en las cantidades adecuadas para el
volumen de jarabe terminado esperado.
37
Se verifican los cálculos del volumen de azúcar líquido que deben añadir, en los casos
necesarios, a la preparación; y el volumen de agua para cada lote de jarabe terminado. De
igual forma, se verifica que los tanques y equipos por utilizar hayan sido correctamente
sanitados respecto al producto anterior y al que se preparará, respetando una matriz que
indica el tipo de limpieza adecuado en cada caso.
El jarabe terminado, una vez concluida la etapa de adición de concentrados, debe cumplir
con un tiempo mínimo de agitación de una hora, para asegurar la homogeneidad de la
mezcla y es después de cumplido este período, que se puede tomar una muestra del lote; la
agitación asegura que todo el volumen sea homogéneo, de manera que la muestra sea
representativa, luego del período de agitación correspondiente.
A esta muestra, se le determinan una serie de parámetros, que darán información acerca de
la calidad de dicho jarabe terminado; variables como: temperatura y pH, son indicadores
del tiempo que puede almacenarse el jarabe previo a su uso; la acidez indica que los
componentes están en proporciones adecuadas y un resultado, dentro de los límites de
aceptación, indica que las propiedades, como el sabor y el olor, son las esperadas.
Luego de la caracterización de cada jarabe terminado, éste es liberado por el departamento
de calidad, para ser empleado por el departamento de producción en las líneas de
embotellado; el cual, utiliza las propiedades determinadas de cada jarabe, como parámetros
para la operación de los equipos encargados de hacer la dilución en línea del jarabe
terminado, para llevar a cabo la carbonatación y por último el embotellado.
Los resultados obtenidos, se registran en una base de datos, con los cuales se realiza una
revisión periódica de los principales eventos y se discuten en busca de soluciones y
oportunidades de mejora en el proceso; en donde se observan tendencias del proceso, y se
involucra a todo el personal relacionado.
Es importante señalar, que la eficiencia de la producción depende enteramente de los
resultados de la caracterización de los jarabes terminados; ya que por ejemplo, un lote con
38
grados Brix inferior al mínimo esperado, lleva a las líneas de producción a emplear más
jarabe terminado por unidad embotellada, ya que debe emplear una relación mayor de agua,
para satisfacer las especificaciones de calidad.
Respecto al control microbiológico, además del control que se realiza sobre el agua del
proceso y el azúcar líquido, se realiza un muestreo microbiológico de los tanques de
preparación de jarabe terminado periódicamente, así como del producto embotellado en
todas las producciones; los resultados son indicadores directos de la efectividad de los
procesos de limpieza y buenos hábitos de manufactura.
En el Cuadro 5.1, se muestra un resumen del control de calidad realizado a las
preparaciones de jarabe terminado.
Cuadro 5.1. Control de calidad empleado en la preparación de jarabes terminados de
bebidas carbonatadas.
Aspecto a
controlar Variable de control Método / Equipo Frecuencia
Agua
Alcalinidad Titulación
ácido-base.
Cada cuatro horas. Dureza Colorimetría
pH Potenciometría
Turbidez Espectrofotometría
Sabor, olor y apariencia Análisis sensorial
Azúcar
líquido
pH Potenciometría
Cada lote recibido. Temperatura Termómetro digital
Turbidez Espectrofotometría
Sabor, olor y apariencia Análisis sensorial
39
Cuadro 5.1 (continuación). Control de calidad empleado en la preparación de jarabes
terminados de bebidas carbonatadas.
Aspecto a
controlar
Variable de control Método / Equipo Frecuencia
Jarabe
terminado
Cantidad de ingredientes
por utilizar
Verificación contra
tabla de control
Cada preparación.
Adición correspondiente y
suficiente de ingredientes
Inspección visual,
verificación contra
cálculos realizados
Tiempo de agitación
mínima
Cronómetro, a partir
de la finalización de
adición de
ingredientes
pH Potenciómetría
Temperatura Termómetro Digital
Volumen de preparación Visor graduado en
tanque.
Acidez Titulación ácido-base Cada preparación de
naturaleza ácida.
Grados Brix (densidad) Densímetro digital
Cada preparación que
incluya sacarosa en su
receta.
Concentración de fosfatos Método de azul de
molibdeno
Cada preparación sin
sacarosa en su receta,
de naturaleza ácida.
Concentración de
Carbonatos Titulación ácido-base
Cada preparación sin
sacarosa en su receta,
de naturaleza alcalina.
40
Capítulo 6: Merma de Jarabe Terminado
El índice de merma de jarabe terminado, se obtiene mediante la diferencia porcentual entre
las cajas de producto producido, respecto a las esperadas con la cantidad de jarabe
terminado preparado, un cálculo sencillo de un indicador que influye significativamente
sobre la eficiencia de la operación de la planta.
La cantidad de cajas físicas (paquetes) que se deberían obtener, con el jarabe terminado
disponible, se calcula con base en una relación de dilución de jarabe terminado en agua
para obtener bebida terminada y con este valor se obtiene los litros de bebida por obtener.
Con la capacidad volumétrica de cada presentación se obtiene la cantidad de botellas y, con
la cantidad de botellas por paquete, se determina el valor correspondiente (véase
Ecuación 2.1).
Se emplean factores con los cuales, los colaboradores de las líneas de embotellado
encargados del registro de datos, obtienen rápidamente, conociendo el volumen de jarabe
terminado del tanque que están empleando, los paquetes o cajas teóricas.
El registro de merma de jarabe terminado, se maneja exclusivamente por el departamento
de producción, y el operador del equipo de carbonatado (equipo en el que se lleva a cabo la
dilución final de la bebida y el proceso de carbonatación) es el responsable de llevar estos
datos en un registro exclusivo para este fin. Este documento incluye apartados para
justificar los valores de merma obtenidos, con operaciones esperadas tales como: enjuagues
del equipo al arranque, purga al final y producto fuera de norma.
Diariamente, tras cada producción, se reporta la merma a una persona que se encarga de la
gestión de los índices productivos y se genera un histórico sobre el cual se obtiene
información acerca de las eficiencias de cada línea de producción, para cada producto y
presentación, de acuerdo al programa de producción.
41
6.1. Determinación de las bebidas con mayor índice de merma
Se procedió con la identificación de los productos que mayor índice de merma han
presentado. Debido a que la manera en que se determinaban los valores teóricos y reales de
consumo cambió del 2011 al 2012; solamente se tomaron los valores desde enero de 2012
hasta marzo de 2013 para realzar la identificación; con el fin de comparar valores que han
sido determinados de la misma manera; y que representan los valores sobre los cuales las
empresa ha trazado sus objetivos de reducción de merma para este año.
Se codificaron los productos con letras, de manera que en adelante se hará referencia a los
productos con claves alfabéticas y fueron asignados de manera aleatoria con ayuda de la
herramienta de Microsoft Excel. Además, la compañía realiza un agrupamiento de bebidas
y determina su merma de manera conjunta, productos de la misma familia con diferentes
sabores.
Dado que los valores de merma, en algunos casos, se determinaron con un balance negativo
(ganancia), realizar una comparación con gráficos de barras en un diagrama de Pareto
resulta inviable; por lo tanto, se tomó ventaja de la codificación de los datos, con el fin de
obtener solamente valores positivos, con la suma del número absoluto del menor valor de
merma de jarabe terminado; de esta manera se obtuvo el Gráfico de Pareto, el cual se
muestra en la Figura 6.1.
En la Figura 6.1 se muestra que los tres productos con mayor índice de merma
corresponden a los denominados con las letras K, D y E respectivamente; y estos tres
productos corresponden al 33.67 % del total de la merma de jarabe terminado. Los tres
jarabes terminados entran en la categoría de jarabes para bebidas dietéticas, sin azúcar.
De la gráfica obtenida se puede apreciar que, con excepción de las últimas dos columnas
(que originalmente representan ganancia) y de las primeras tres columnas (de izquierda a
derecha), los productos se mantienen en valores muy similares; este comportamiento
exhibe una característica importante, y es que en la mayoría de productos la merma se
42
mantiene aproximadamente en un valor constante aproximadamente 10 % de IMC); en la
producción de las bebidas: L, Q, O, G, M, B y H las condiciones son regulares por lo que
los valores de merma obtenidos son esperados y de alguna manera controlados.
Figura 6.1. Gráfico de Pareto del índice de merma de jarabe terminado acumulado por
producto desde enero de 2012 a marzo de 2013.
Sin embargo, se observa en la Figura 6.1, que los productos seleccionados para el análisis,
se alejan del comportamiento que se aprecia en la mayoría de las columnas con valores más
bajos, justificando así que con solo estas tres bebidas acumulen un 33.67 % de la merma de
jarabe terminado de entre 12 productos considerados; por lo que es necesario verificar las
causas que inciden sobre este comportamiento anómalo.
Para ampliar este hecho, es necesario mencionar que los equipos cuentan con sensores para
un monitoreo en línea de la calidad de la bebida que es envasada, para ello se monitorea:
presión, temperatura, nivel de tanques de almacenamiento, dióxido de carbono disuelto y
0
20
40
60
80
100
0102030405060708090
100110
K D E L Q O G M B H J G
PM
A
IMC
A
Identificación de Bebidas
Total Merma Acumulada Porcentaje Acumulado
43
Brix; inconvenientemente las tres bebidas que presentan mayor índice de merma no se
caracterizan por altos grados Brix (mayores a 30 º Brix) ya que no poseen sacarosa; por lo
que el inicio de la producción (arranque), depende de una adecuada preparación del jarabe
terminado, cuyas propiedades se acerquen al valor ideal y de una acertada participación del
operador a cargo de la disolución en línea.
Dado que el sensor de grados Brix se programa para que cense el valor de sólidos disueltos,
parámetro que no corresponde al de liberación de calidad, no se logra un control absoluto
sobre la variable de control, pero muestra una correspondencia aproximada.
En el Cuadro 6.1, se muestran los valores de los factores de conversión de volumen de
jarabe terminado a cajas (paquetes) esperadas de estas tres bebidas, en las presentaciones
disponibles en el mercado. Dichos factores dependen de la relación de agua, respecto al
jarabe terminado necesario para obtener bebida terminada y del contenido neto esperado
por envase, tomando en cuenta la cantidad de botellas por cada caja física.
Cuadro 6.1 Factores de conversión de volumen de jarabe terminado a cajas (paquetes)
esperados de las bebidas con mayor índice de merma.
Producto Presentación
2 L 600 mL 355 mL
K 2,5000 1,1250 0,6656
D 2,6667 1,2000 -
E 2,5000 1,1250 0,6656
Los factores, en el Cuadro 6.1, varían debido a la presentación, ya que, pese a que el factor
de dilución es el mismo, la cantidad de botellas por paquete varía, para la presentación de 2
L, se tienen 8 botellas por paquete, mientras que para 600 mL y 355 mL son 12 botellas por
paquete; sin embargo es de esperar que se utilice menos jarabe terminado.
44
Del Cuadro 6.1, se logra interpretar que el mismo volumen de jarabe terminado de los
productos K y E generan un mayor volumen que para el producto D (8 %). El producto D
no se comercializa en presentaciones de 355 mL por lo que no se obtiene dato para dicha
presentación.
En las Figuras 6.2, 6.3 y 6.4, se muestran series de tiempo de los valores de merma
codificados para los productos K, D y E determinados anteriormente. En estos gráficos se
observan comportamientos en común, por ejemplo que el valor de merma es mayor para el
mes de diciembre, y que conforme se acerca a final de año el valor va aumentando, lo cual
coincide con las épocas de mayor demanda (para una interpretación adecuada da los
gráficos mostrados a continuación, refiérase a la sección de Nomenclatura)
En éstas Figuras se observa que el promedio de los datos siempre se ubica por encima del
límite superior de especificación (LSE), y que los valores de IMC tienden al límite
superior. En el Cuadro 6.2, se puede consultar la diferencia que existe entre el promedio de
IMC y el LSE, para cada producto determinado.
Cuadro 6.2. Comparación de la diferencia entre el LSE y el promedio de IMC para los
productos determinados, con mayor índice de merma de jarabe terminado.
Producto Diferencia (%)
K 2,64
D 1,85
E 0,87
En el Cuadro 6.2, se evidencia una brecha de 2,64 % entre el valor promedio del IMC para
el producto K y el LSE, esta es una diferencia significativa considerando que el LSE es de
3.73 %, casi un 71 % sobre el valor máximo esperado.
45
Figura 6.2. Serie de tiempo del IMC para el producto K a partir de enero 2012 hasta
marzo 2013.
Figura 6.3. Serie de tiempo del IMC para el producto D a partir de enero 2012 hasta
marzo 2013.
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00IM
C
Mes
Promedio LSC LIC LSE LIE
-4.50
0.50
5.50
10.50
15.50
IMC
Mes
Promedio LSC LIC LSE LIE
46
El promedio del producto D supera en un 50 % el LSE del IMC, mientras que el del
producto E solo lo hace por un 23 %. En las series de tiempo mostradas, se observa cómo
mientras mayor se determinó el aporte al índice de merma de jarabe terminado, más se aleja
de los valores esperados.
Figura 6.4. Serie de tiempo del IMC para el producto E a partir de enero 2012 hasta
marzo 2013.
Financieramente, la merma de jarabe terminado representa una repercusión alta para la
compañía, en el Cuadro 6.3 se muestra el costo que representó para la compañía, la pérdida
de cada litro de jarabe terminado de las bebidas con mayor índice de merma en el mes de
marzo de 2013.
Cuadro 6.3. Costo por litro de jarabe terminado perdido para los productos con mayor
índice de merma, para Marzo 2013.
Bebida K D E
Costo ($/L) 872 786 816
1.50
2.50
3.50
4.50
5.50
6.50
7.50
IMC
Mes Promedio LSC LIC LSE LIE
47
Como se puede observar, cada litro perdido de jarabe terminado representa un valor
elevado (representaron un 27.9 % del total de costos de merma de jarabe terminado para el
mes de marzo de 2013) y el costo de la merma de estos tres jarabes terminados se ubica
entre los cuatro más altos, superados solo por el producto G, el cual es un producto con un
contenido alto de azúcar.
6.2. Identificación y estimación de los puntos en los que se presenta pérdidas de
jarabe terminado.
Se observó diferentes aspectos característicos de las tres bebidas, y podría decirse que de la
mayoría de los productos, pero para efectos de este análisis se enfocará únicamente a las de
mayor índice de merma.
Durante estas producciones fue posible identificar operaciones que afectan a las tres
bebidas estudiadas por igual, y corresponden a puntos operativos durante su producción,
otros que dependen de la línea de producción y otros que dependen completamente de la
calidad del producto obtenido en las producciones.
A pesar de que la merma de jarabe terminado se puede analizar como ganancia o pérdida,
se hará énfasis en la pérdida de jarabe terminado, pues esta situación, se refleja ante la
compañía como una mayor desventaja que la ganancia, ya que a la ganancia se le podría
sacar provecho con una redistribución de recursos.
En la Figura 6.5, se muestra un diagrama de bloques, en el cual se ilustra el proceso de
dilución de jarabe terminado para la obtención de bebida terminada en las líneas de
producción.
48
Figura 6.5. Diagrama de bloques del proceso de dilución del jarabe terminado, para la
producción de bebidas carbonatadas.
6.2.1. Factores operativos de pérdida de jarabe terminado para todas las
producciones
Purga del tanque de jarabe para monitoreo durante la preparación y aprobación de
calidad:
Finalizada la preparación de un jarabe terminado, se debe agitar durante un tiempo
establecido con el fin de asegurar una mezcla homogénea de todos los ingredientes, una vez
cumplido este tiempo, se debe realizar una verificación de las condiciones, para lo cual se
toma una muestra del jarabe terminado en cada lote.
Los tanques cuentan con un visor y una escala graduada, para determinar el volumen de
cada preparación, y en la parte inferior se encuentra un “toma muestras”, que permite tomar
Agua Cruda
Edulcorante
Concentrados
Jarabe Term
inad
oAgua Tratada
CO2
Bebida terminada
49
muestras del contenido. El visor se conecta con la parte inferior y superior del tanque a
través de un tubo delgado.
Al tomar la muestra, es necesario realizar purgas tanto, de la tubería que comunica al visor
con el tanque así como del visor en sí; ya que el líquido que se acumula en estos lugares,
durante la preparación, no forma parte de los regímenes de agitación, por lo que está
estancado, de modo que tomar muestras sin purgar podría producir un sesgo en los
resultados.
El procedimiento de purga del tanque se repite entre 3 ó 4 veces, para asegurar una muestra
representativa del contenido del tanque, y en caso que la preparación necesite ser ajustada,
se debe repetir la purga para realizar un nuevo muestreo. El ajuste de las preparaciones se
realiza con agua, ya que durante su producción, se realiza la dilución de los concentrados
hasta un volumen cercano al teórico (según la preparación), de manera que exista un
margen de error, sobre el cual, se pueda realizar ajustes finales.
Este procedimiento se realizó para las producciones estudiadas, y en promedio se obtuvo
que ésta operación representa un consumo de 5 L de jarabe terminado, según el promedio
de los datos presentados en el Cuadro A.1 (ver apéndices)
Un volumen de 5 L puede no ser tan significativo respecto a volúmenes de preparación
desde 5000 L (0,1%), sin embargo para las bebidas K y D representa 32 L de bebida
terminada, lo que se traduce en menor producto en el mercado.
Para ilustrar las condiciones, a continuación descritas, se observa, en la Figura 6.6, un
diagrama de bloques, en que cual se detallan los equipos que intervienen en la
manipulación del jarabe terminado, para obtener el producto final: bebida carbonatada.
En la Figura 6.6, se muestra que el jarabe terminado, es trasladado a la sala de llenado, a un
tanque (cuba) de menor capacidad, así mismo se cuenta con otra cuba para almacenar el
agua, que se empleará en la dilución.
50
En el equipo carbo-proporcionador, se da la carbonatación de la bebida; éste equipo realiza
el mezclado de las proporciones especificadas, de agua y jarabe terminado. Luego de pasar
por un proceso de enfriamiento, en el que la mezcla alcanza temperaturas menores a los
4 C, se realiza la carbonatación mediante la inyección de dióxido de carbono (CO2).
El producto obtenido, se almacena en un tanque, como bebida terminada, y de éste es
llevado al tazón de la llenadora, donde se lleva a cabo el llenado de las botellas.
Figura 6.6. Diagrama de bloques de los equipos que intervienen en la manipulación del
jarabe terminado, para la producción de bebidas carbonatadas, en la sala de
llenado.
Cuba (tazón) de jarabe terminado
Cuba (tazón) de Agua
Equipo carbo-proporcionador
Tanque de almacenamiento de bebida terminada
Jarabe terminado
Agua
CO2
EmbotelladoTazón de bebida terminada de la
llenadora
51
Enjuague inicial del equipo embotellador
Previo al arranque del embotellado de bebida, es necesario realizar un enjuague con bebida
terminada en el equipo, con el fin de arrastrar agua remanente en el equipo y a la vez
inundar la cámara pre-embotellado para iniciar la operación de manera continua.
El enjuague es imprescindible por la tecnología empleada, dado que el equipo, tras cada
producción, se somete a un método de limpieza interna, lo que implica que quedarán restos
de agua que podrían afectar la calidad del producto final al inicio de la producción.
En la operación estudiada, es más probable una pérdida pequeña de jarabe terminado para
enjuagar el equipo, que tener una merma de: envase, tapa, energía, plástico, muestreos de
calidad, entre otros, ya que representaría una mayor inversión y por ende menores
utilidades, debido a que no se tendrá el retorno económico esperado.
De acuerdo con la información presentada en el Cuadro 6.4, esta operación representa un
promedio unos 24 L de derrame de jarabe terminado para los productos K y D, ya que los
equipos de llenado derraman alrededor de 154 L de bebida terminada durante el enjuague.
Para la bebida E se podría decir que en promedio 26 L de jarabe terminado en esta
operación.
Cuadro 6.4. Pérdida de jarabe terminado, en el enjuague inicial del equipo embotellador,
de los productos determinados con el mayor índice de merma de jarabe
terminado.
Producto Pérdida (L)
K 24
D 24
E 26
52
Final (corte) de producción
En todas las líneas de producción se observó que al finalizar una corrida de embotellado se
debe derramar un último saldo de bebida que queda como “sobrante” al finalizar una
producción.
Pese a que se podría estar perdiendo volúmenes mayores, la pérdida de jarabe terminado es
menor ya que existe un factor de dilución de por medio cuando nos referimos a la bebida
terminada, aun así no deja de ser significativo ya que de igual manera representa pérdidas
para la empresa.
En este caso, se determinó, en el Cuadro 6.5, que se derraman alrededor de 65 L de bebida
terminada, es decir aproximadamente 10 L de jarabe terminado para los productos D y K, y
11 L para la bebida E.
En este punto es necesario mencionar que, según la entrevista realizada a uno de los
operadores más experimentados del equipo que realiza la dilución, no es necesaria una
purga final tan grande, sin embargo de igual manera se derrama alrededor de 50 L bebida
terminada y solamente este operador es capaz de dicha reducción (de ocho en total).
Cuadro 6.5. Pérdida de jarabe terminado, en el corte de producción, de los productos
determinados con el mayor índice de merma de jarabe terminado.
Producto Pérdida (L)
K 10
D 10
E 11
53
6.2.2. Puntos operativos de pérdida de jarabe terminado para productos
embotellados en las líneas de embotellado 1 y 4
Purga inicial del equipo de carbonatación.
Esta operación es necesaria en estas dos líneas de producción específicamente, debido a que
el sistema de desalojo (barrido) de tuberías es distinto al de las otras líneas. El
procedimiento es homólogo al enjuague inicial del equipo de llenado de botellas; pero en
este caso también resulta necesario enjuagar el equipo de carbonatación.
Estas líneas de producción, no cuentan con un sistema de barrido de tubería de jarabe
terminado (método mediante el cual se desaloja el contenido de las tuberías), sino que las
tuberías se liberan, de jarabe terminado, directamente con agua. Es importante hacer la
aclaración, de que los sistemas de mezclado y carbonatado para estas dos líneas está más
desarrollado y cuentan con equipos más automatizados.
Los equipos de mezcla de estas líneas de producción se operan introduciendo la relación
entre agua y jarabe que debe proporcionarse, y automáticamente se realiza el mezclado. Al
inicio, como la tubería contiene agua, el equipo se alimenta de jarabe, pero debe eliminar
esta agua primero, por lo que durante el inicio de producción purga el contenido del equipo
hasta que finalmente se esté llenando con jarabe terminado.
Para las bebidas azucaradas esta operación es totalmente automática ya que el equipo
cuenta con un medidor de grados Brix; sin embargo para las bebidas estudiadas, este
parámetro no es la variable de control, por lo que el operador del equipo debe finalizar la
purga según la observación y su criterio; lo que vuelve la operación muy poco exacta y se
corre el riesgo de estar purgando mucho más jarabe terminado del necesario, o terminar de
purgar antes que realmente sea necesario y afectar la calidad del producto.
Previo al inicio del embotellado de estas bebidas, se realiza una verificación en el
laboratorio de calidad, de las variables de control del producto terminado.
54
Se observó que, esta operación puede llegar a derramar alrededor de 25 L de jarabe
terminado, dicho valor es un aproximado ya que mientras se purga agua del sistema,
empieza a salir jarabe terminado de modo que resulta impráctico conocer la concentración
real de lo que se está purgando por el equipo; por lo que esta determinación se realizó con
base en la diferencia volumen mostrado por el visor del tanque al inicio de la producción.
6.2.3. Puntos operativos de pérdida de jarabe terminado para productos
embotellados en las líneas de embotellado 2 y 3
Purga de la tubería del tanque de preparación hasta la bomba de envío.
Por el contrario de las líneas de producción 1 y 4, las líneas 2 y 3 no cuentan con un sistema
tan automatizado de dilución de jarabe terminado, si no que la operación es mucho más
manual, por lo cual en este caso resulta muy inconveniente que al inicio se arrastre agua ya
que el equipo no está en la capacidad de auto-regularse.
Por lo cual, para el inicio de la producción, el equipo se debe cargar con jarabe terminado
independiente de agua para diluirse, por lo cual estas dos líneas se someten a la evacuación
de las tuberías para librarlas de agua.
El primer tramo que debe librarse de agua corresponde a la tubería que une el tanque de
preparación con la bomba de envío a la sala de llenado, para lo cual el encargado de dicha
operación abre la válvula del tanque dejando escapar jarabe terminado por toda la tubería
tres veces, con el fin de que la tubería se libre de agua y se inunde con jarabe terminado.
Este tramo no cuenta con ningún otro sistema para barrer el agua remanente en la tubería
(diferente al del desnivel).
En promedio esta operación de purga puede consumir en promedio 5 L de jarabe terminado
de las bebidas en estudio, de acuerdo con las producciones observadas, los datos se
presentan en el Cuadro A.2 (véase los apéndices).
55
Este volumen en muy variable ya que depende de la longitud de la tubería entre la salida
del tanque de preparación o la conexión con la bomba de envío.
Atascamiento del pig durante el arrastre de la tubería.
La forma en la que se evacúa la tubería que une la bomba de envío de jarabe terminado a la
sala de llenado es mediante el envío del pig impulsado con aire comprimido a través de
toda la tubería. En la Figura 6.7 se puede apreciar el pig que se utiliza, este dispositivo se
calza en la tubería y se impulsa con aire a presión, de manera que durante el recorrido por
la tubería arrastra su contenido y la libera.
Figura 6.7. Pig utilizado para el arrastre del contenido en la tubería.
En ocasiones, se presenta el inconveniente de que se atasca dentro de la tubería, problema
no muy frecuente, pero que se observó durante las inspecciones en el estudio; el
atascamiento implica que deba abrirse la tubería (la cual está llena de jarabe terminado)
para poder enviar otro, o bien tratar de forzar al pig con agua.
En cualquiera de las dos operaciones contingentes se pierde todo el jarabe terminado que se
estuviese contenido en la tubería, ya que al abrir la tubería implica exposición al ambiente y
56
se corre el riesgo de contaminación del producto, por lo que este jarabe no puede ser
empleado en el embotellado.
Esta situación no se evidenció durante las corridas observadas, sin embargo, de acuerdo con
la experiencia de los supervisores de producción, así como de los operadores de los
equipos, se pierden alrededor de 25 L a 30 L de jarabe terminado, cuando se atasca el pig.
6.2.4. Pérdidas de jarabe por condiciones del jarabe terminado y productos
finales
Jarabes terminados con concentración debajo del límite inferior de especificación.
Esta condición se refiere a que la concentración de la variable de control del jarabe
terminado es más baja que la especificación de calidad, lo que implica que, al realizar la
dilución y preparar la bebida terminada, se debe emplear más jarabe terminado para obtener
una bebida de calidad satisfactoria (con la concentración especificada).
Por lo tanto se empleará más volumen de jarabe terminado por paquete producido, lo cual
se traduce en una mayor merma de jarabe terminado.
Este problema se genera debido a inconvenientes durante la preparación del jarabe
terminado, durante las observaciones realizadas y entrevistas con los operadores
encargados de la preparación, justifican estas desviaciones por aspectos técnicos del
equipo, principalmente el flujómetro de agua que aparentemente es muy sensible y pierde
calibración fácilmente, por lo que la cantidad de agua que se le indica al equipo enviar, es
la que realmente se añade a la preparación, y en ocasiones, se añade más de lo esperado.
Operativamente, sí existe un control sobre este tema, cuando realizar una preparación, se
debe omitir el 5 % del agua total de preparación, de manera que al verificar por primera vez
57
las condiciones del jarabe terminado, se puede determinar el agua restante necesaria para
obtener un jarabe terminado dentro de especificación.
Esta metodología de control es muy efectiva, sin embargo, el problema se atañe de nuevo al
equipo; ya que para preparaciones de volúmenes más pequeños, el agua de ajuste restante
resulta muy poca y el flujómetro puede no tener la suficiente sensibilidad (el flujómetro de
agua mide flujos de agua en el orden de los miles de litros por preparación) para
contabilizar volúmenes menores que 100 L.
Esta situación, afecta a la merma de jarabe terminado, de manera que si la concentración
del jarabe terminado es 1% menor al valor de especificación, es necesario disminuir la
relación agua-jarabe terminado al 99 %, para obtener la concentración especificada para la
bebida final.
De manera que, de acuerdo con la información del Cuadro 6.6, por cada 100 L de jarabe
terminado utilizado se han perdido 5,4 L para los productos K y D, mientras que para el
producto E representa una pérdida de 5 L; y para volúmenes de 5000 L se estarían
considerando al menos unos 270 L de K y D, y unos 300 L de E. Estos valores, bajo el
supuesto que esta es la única desviación de calidad.
Cuadro 6.6. Pérdida de jarabe terminado, con una desviación del 1 % por debajo de la
concentración especificada, por cada 100 L utilizados.
Producto Pérdida (L)
K 5,4
D 5,4
E 5
58
Bebida terminada con concentración mayor al valor de especificación dentro de los
límites de control.
Esta situación implica que la bebida terminada embotellada posee una concentración mayor
de la variable de control que la que se especifica como concentración objetivo, pero sin
salir de los límites de control de calidad; es decir, pese a que está más concentrada aún es
apta para ser comercializada.
Esta situación no representa un problema evidente, sin embargo cada paquete que se
produce contiene más jarabe terminado que aquel que idealmente se estaría utilizando, lo
que implica un aumento en la merma de jarabe terminado debido a que se gastará más por
paquete producido.
Una desviación del 1 %, por arriba de la especificación, implica la pérdida de 5,4 L de
jarabe terminado de las productos K y D; y 5 L para el producto E, por cada 100 L de
producto embotellado en condiciones de concentración alta; bajo el supuesto que se la
única desviación del proceso, de acuerdo con la información presentada en Cuadro 6.7.
Bebida terminada con contenido neto mayor al valor de especificación, pero dentro
de los límites de control.
Los contenidos netos de las botellas son regulados por los tubos de llenado del equipo, y
basan su funcionamiento en presiones diferenciales del recipiente y el equipo para ejecutar
el llenado a la altura que se tiene por especificación que implica un llenado dentro de
norma.
Sin embargo esta condición se ve alterada si por diversos factores, entre ellos:
Presión del equipo muy alta impide que se detenga el llenado a tiempo
Condición de los tubos de llenado
59
Cuadro 6.7. Pérdida de jarabe terminado, con una desviación del 1 % por arriba del
contenido neto especificado, por cada 100 L de producto embotellado.
Producto Pérdida (L)
K 5,4
D 5,4
E 5
El problema en este caso es cuando las botellas se están llenando más del objetivo de
contenido sin salirse de las especificaciones de calidad, lo que implica que por cada botella
se invierte más bebida, lo que implica que en cada paquete se invierta más jarabe terminado
y se produce así un aumento en el índice de merma de jarabe terminado.
De esta forma se obtiene que por cada mililitro de más que se adicione a la botella se
pierden, en una producción de al menos 1000 botellas: 0,16 L de jarabe terminado del
producto K y D, y 0,17 L del producto E.
6.2.5. Pérdidas de jarabe por condiciones de calidad inaceptable
Jarabe terminado y bebida terminado en condiciones de riesgo microbiológico.
Cuando existe alguna condición de riesgo tal como fugas en los equipos/tuberías, necesidad
de mantenimiento sobre superficies en contacto con el producto, sobre tiempo de
almacenaje de jarabe terminado, condición inadecuada de tapado, contaminación con
materiales peligrosos, u otra eventualidad que ponga en riesgo la calidad microbiológica del
producto, y por ende su inocuidad, es necesario prescindir de dicho recurso y derramar el
jarabe terminado, o la bebida terminada.
Esta situación no es común, sin embargo, las pérdidas, por este tipo de situaciones, llevan a
pérdidas mayores, en donde se ha llegado a cancelar la producción de algún producto antes
60
que atentar contra la calidad del producto al consumidor y afrontar mayores costos
económicos.
Jarabe terminado con propiedades fuera de especificaciones de calidad.
Durante la preparación se presentan situaciones, no esperadas, tales como: derrame de gran
cantidad de concentrado, mezcla de concentrados para diferentes productos, entre otros, que
provocan que el jarabe final obtenido no posea las propiedades esperadas, por lo que es
necesario prescindir de dicha preparación.
Producto terminado con desviaciones de calidad fuera de límites de control
La empresa realiza un control de calidad del producto final que involucra todos los aspectos
críticos del producto, entre ellos:
Concentración de la variable de control
Carbonatación (% volumen de CO2)
Contenido neto de bebida terminada
Integridad de empaque (botella/etiqueta)
Fuerza de cierre de tapa rosca
Inocuidad
Si alguna(s) de estas variables está(n) fuera de los límites de control, la política de la
empresa impide que dicho producto sea comercializado, de manera que automáticamente se
deben retirar todos los paquetes afectados de la producción e incrementa paralelamente el
índice de jarabe terminado. En el Cuadro 6.8 se muestra el valor que representa el valor en
ventas los paquetes de productos.
6.2.6. Otras condiciones
Derrame de tazón de bebida terminada de la llenadora y equipo carbo-
porporcionador
61
Esta operación, es requerida debido a un paro prolongado de la línea de producción, debido
a que, mientras mayor sea el tiempo que la bebida terminada esté en el tazón de la
llenadora, mayor será la pérdida de gas carbónico de la bebida.
Cuadro 6.8. Valor económico de venta por paquete de acuerdo a la presentación de las
bebidas, basado en el precio sugerido al consumidor, marzo 2013.
Presentación (mL) Valor del paquete (colones)
355 5400
600 9600
2000 12000
La pérdida de carbonatación debido almacenamiento prolongado, se debe a que, ni el tazón
de la llenadora, ni el tanque de almacenamiento de bebida terminada, cuentan con un
sistema de refrigeración, ni se están aislados y, pese a que sí están presurizados, la bebida
aumentará la temperatura, lo cual disminuye la solubilidad del CO2.
Un descenso en la solubilidad del CO2, implica un riesgo de una baja carbonatación del
producto que se embotellara o que, durante el nuevo inicio de embotellado, se produzca
mucha efervescencia y produzca desviaciones por contenido bajo.
En el Cuadro 6.9, se muestran los valores de las pérdidas de jarabe terminado, debido al
derrame del tazón de la llenadora; dicha operación implica una pérdida aproximada de
450 L de bebida terminada, de los productos D y K, y unos 300 L de bebida terminada del
producto E.
Derrame de la cuba de jarabe terminado en la sala de llenado
Esta operación, debe realizarse debido a situaciones como las siguientes:
62
Cancelación de la producción.
Dilución excesiva del jarabe terminado.
Esta operación, es menos frecuente que el derrame del tazón de la llenadora, sin embargo,
representa mayores pérdidas, ya que lo que se derrama en este caso es jarabe como tal, no
bebida terminada.
El derrame de la cuba de jarabe, implica la pérdida promedio aproximada de 30 L de jarabe
terminado, para todos los productos en estudio.
Cuadro 6.9. Pérdida de jarabe terminado, debido al derrame del contenido del tazón de la
llenadora.
Producto Pérdida (L)
D 70
K 70
E 50
Volumen real de jarabe terminado producido (calibración de visores de nivel de los
tanques de preparación)
Se ha observado una discrepancia entre los datos que reporta el departamento de calidad y
los que emplea el departamento de producción sobre el volumen de jarabe terminado
preparado, por lo general el área de producción asume que el volumen de jarabe terminado
es el teórico, sin embargo el departamento de calidad reporta el volumen que se determina,
mediante el visor de nivel graduado del tanque, y en ocasiones estos datos difieren.
La diferencia de datos utilizados, propicia un sesgo en los índices de producción, ya que se
da la situación de considerar más o menos jarabe terminado en el tanque de preparación.
Por ejemplo, una preparación con un volumen mayor puede dar falsos rendimientos, ya que
63
si se tomó el dato teórico, quiere decir que puede obtenerse una falsa ganancia, o viceversa
un volumen inferior puede generar mermas mucho más grandes.
El problema radica en que se ha perdido confiabilidad en la graduación de la escala del
visor de nivel. Los tanques empleados, alcanzan capacidades de: 26 000 L, 20 000 L y
10 000 L, y la mayoría son horizontales. La graduación del nivel de los tanques, se afecta
por desnivelación, efecto al que están expuestos, dado el momentum transferido, durante la
agitación de las preparaciones, así como los movimientos sísmicos frecuentes en Costa
Rica.
Si bien es cierto, la pérdida de calibración de los tanques, se da paulatinamente, se
evidencia que, existen tanques que no han sido calibrados hasta por 5 años, lo cual hace
desconfiar de las mediciones que se obtienen del visor.
La calibración de tanques, es una operación costosa, ya que debe sacarse de servicio y el
procedimiento de calibración, aparte de costoso, tarda al menos 2 días, dependiendo de las
condiciones del equipo de preparación.
Experiencia del operador del equipo carbo-proporcionador
La experiencia del operador del equipo de carbonatación, es un factor crítico en la merma
de jarabe terminado. Durante la observación, se tuvo la oportunidad de entrevistar y
observar el trabajo de operadores muy experimentados y realizar un contraste con
operadores novatos (menos de 1año en el puesto actual).
Aquellos que poseen más experiencia, conocen muy bien cómo se desarrolla el proceso y
son capaces de identificar, gracias a su conocimiento adquirido (desarrollado), los puntos
que les provocan mermas de jarabe terminado y actúan, hasta donde tienen alcance, para
mejorar los indicadores de la producción.
64
Por el otro lado, los operadores más nuevos, pese a que conocen muy bien el
funcionamiento del equipo, aún están en una etapa de aprendizaje, en donde aún no tienen
consolidado un criterio fuerte a la hora de manipular las condiciones del equipo para
disminuir las mermas de jarabe terminado, tal y como sí lo hace un operador más experto.
Esta es una variable que no se puede medir, pero sí evidencia que es urgente una
estandarización más agresiva del puesto, mediante la creación de un procedimiento que
permita homologar conocimientos, de manera que los nuevos en el puesto sean capaces de
desarrollar más rápidamente habilidades, que permitan consolidar su criterio operacional.
6.3. Descripción de la merma de jarabe terminado en los productos estudiados
En la Figura 6.8, se observa un gráfico, en el cual se resumen los datos de pérdida de jarabe
terminado para los tres productos, en puntos operativos propios del proceso, y podría
extrapolarse a las demás bebidas, en diferente proporción.
Los eventos mostrados en la Figura 6.8, corresponden a etapas, durante la producción de
jarabe terminado, que no pueden omitirse, de acuerdo con la tecnología de producción
empleada por la embotelladora en estudio.
En la Figura 6.9, se logra analizar esta información de manera porcentual mediante un
gráfico de pastel; en ambos casos se observa que la mayor parte de pérdida de jarabe
terminado se da en el procedimiento de arranque (preparación de la línea de producción), y
que únicamente el 14 % de las pérdidas se deben a la preparación del jarabe terminado
como tal.
Una diferencia, no mayor al 1 %, que se observa entre las bebidas, son debido a que el
factor de dilución del jarabe terminado de ambos productos es diferente, sin embargo se
guarda cierta proporción con respecto a las pérdidas, es decir, los eventos causan un efecto
tan significativo en una, como en las restantes bebidas estudiadas.
65
Figura 6.8. Gráfico de barras comparativo de la pérdida de jarabe terminado debido a la
operación de embotellado entre las tres bebidas con mayor índice de merma.
Los eventos que se analizan, corresponden al inicio y al final de la producción, pero son
constantes, es decir, sin importar la cantidad producida, igualmente se deben realizar las
operaciones mostradas.
Por lo que, en producciones extensas, estos volúmenes podrían llegar a ser menos
significativos y causar menor impacto sobre el índice de merma de jarabe terminado; la
única operación que sí es necesario repetir, es la purga de los tanques de preparación,
previo a su conexión con la línea, cuantas veces sea necesario cambiar de tanque durante la
producción.
En la Figura 6.10 se aprecia un diagrama de causa / efecto que muestra en forma
condensada aquellos puntos observados que influyen en la merma de jarabe terminado; en
dicha figura se puede observar fácilmente aquellos factores sobre los cuales es necesario
66
tomar acciones correctivas para disminuir al máximo su impacto sobre la merma de jarabe
terminado.
Esta herramienta permite entonces la posibilidad de un análisis global del problema y
explorar sus presuntas causas. El análisis que se logra con ayuda del gráfico de
Causa/Efecto, permite trazar una ruta de toma de decisiones, en la cual se facilita la
identificación de oportunidades de mejora y el planteamiento de acciones correctivas y
preventivas.
Figura 6.9. Gráfico de pastel de la pérdida de jarabe terminado debido a la operación de
embotellado de las bebidas con mayor índice de merma.
67
Figura 6.10. Diagrama de causa / efecto para la merma de jarabe terminado.
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68
Capítulo 7: Oportunidades de Mejora
A continuación, se enumeran áreas específicas del proceso en la que se ha observado
oportunidades de mejora, con el fin de reducir la merma de jarabe terminado, según lo
determinado durante el análisis y se proponen con base en el diagrama de Causa/Efecto
mostrado en la Figura 6.10.
7.1. Purgas y Enjuagues
Dentro de los principales puntos de mejora, se puede mencionar el inicio de producción, ya
que tiene la limitante de que los equipos no cuentan con medidores, para determinar las
variables de control de los productos con mayor índice de merma. Se producen pérdidas de
jarabe terminado (bebida terminada) por ajustes iniciales en línea, mientras se calibra la
medición dada por los equipos de medición, con la concentración esperada de los
productos.
La medición en línea de las variables por controlar, resulta desafiante ya que, solamente,
son aceptados métodos de análisis de química líquida para su determinación (química
analítica no instrumental), dado que las propiedades físicas no muestran una medición
confiable de dichas variables de control.
Una alternativa para solventar este problema de control, es estandarizar el procedimiento de
arranque a través de una validación del proceso, en donde se logre determinar el tiempo de
purga mínimo para asegurar un arranque de producción adecuado; y a la vez tratar de
determinar una correlación satisfactoria entre la variable de control y otra variable física, tal
como conductividad o densidad, para implementar a mediano plazo un efectivo control
durante la producción.
69
7.2. Tecnologías de preparación de bebida terminada
Como se identificó durante el análisis realizado, únicamente dos de las cuatro líneas cuenta
con medidores en línea y un sistema automatizado para el control de las variables de
control del producto tales como grados Brix y gas carbónico.
Introducir una mayor automatización al proceso, significaría reducir pérdidas por
variaciones no controladas en las condiciones de carbonatación y concentración del
producto terminado; además que, se eliminaría la necesidad de la utilización del pig para el
arrastre de tubería, lo cual a su vez elimina los problemas ocasionados por atascamiento, y
la pérdidas de jarabe terminado que implica necesariamente su uso en el corte de la
producción.
Sin embargo implementar un sistema más automatizado, representa una inversión
importante, ya que requiere, no solo de nuevo equipo (que ya de por sí es costoso), sino que
también implica el costo de instalación y arranque eleva mucho más los gastos; de manera
que antes de realizar dicha inversión es aconsejable una evaluación del proyecto como tal,
desde la perspectiva financiera como la operacional; ya que igualmente es necesario la
capacitación del personal que operará los equipos.
7.3. Preparación de Jarabes
Durante la preparación del jarabe terminado, no se presentan mayores pérdidas, sin
embargo existen algunos aspectos (prácticas operativas), que pueden contribuir con una
mejor gestión del índice, tal como la calibración de los tanques.
La medición de los volúmenes de jarabe terminado, es un factor crítico en el cálculo del
índice de merma y en especial para productos sin azúcar, como lo son los tres productos
identificados con mayores mermas.
70
Con lecturas más confiables de volumen, los encargados de las preparaciones, podrían
obtener mejores resultados rápidamente, ya que lograrían producir jarabe terminado con las
especificaciones de calidad deseadas, con más confianza.
Concentraciones de los jarabe terminados, en el valor de especificación, ayuda a la hora de
realizar la dilución en línea, ya que se mantiene la relación agua-jarabe terminado
establecida y dependerá menos de la experiencia de cada colaborador su adecuado ajuste;
sino que sería un proceso mejor controlable, mediante la operación rutinaria de los equipos.
Se recomienda realizar una calibración lo más frecuentemente posible, sin embargo, la
periodicidad, se ve limitada por el costo que implica sacar un tanque de funcionamiento, así
como el servicio de calibración como tal.
Se aconseja, establecer un programa de verificaciones, con frecuencias definidas, de la
graduación de volumen de los tanques, tal que se logre establecer el ajuste necesario y a la
vez se podría determinar una frecuencia recomendada para la calibración.
7.4. Otros aspectos operativos
Operativamente, se podría planificar corridas de producción más largas, de manera que las
pérdidas operativas fijas (por el momento) sean mínimas, en comparación con la
producción obtenida. De esta forma se reducen la cantidad de operaciones que provocan
pérdidas de jarabe terminado y por ende se reflejaría como un impacto positivo sobre la
merma de jarabe terminado.
7.5. Resumen
A continuación, se presenta el Cuadro 7.1, en el cual se resumen las oportunidades de
mejora, descritas anteriormente. En este Cuadro se establece además una estratificación la
factibilidad económica y operativa, que implica la puesta en marcha de los puntos
mencionados.
71
.En el Cuadro 7.1, se presenta una estimación del tipo de inversión necesaria para ejecutar
acciones sobre las oportunidades de mejora, así como los beneficios esperados, tras la
ejecución de las acciones correspondientes.
Cuadro 7.1. Resumen del costo – beneficio de la implementación de acciones para
aprovechar las oportunidades de mejora identificadas, en la reducción de
merma de jarabe terminado.
Oportunidad de
mejora
Tipo de
Inversión Recursos necesarios Beneficio Esperado
Tiempos de producción más amplios
Muy Baja Planificación de la producción.
Reducción de la incidencia de eventos intrínsecos a la producción que provocan merma.
Validación de las condiciones de inicio de producción
Baja
Diseño experimental. Tiempo de pruebas. Consumo de reactivos. Capacitación.
Optimización de los recursos necesarios en cada operación de inicio y fin de producción. Unificación de criterios.
Confiabilidad en la determinación de volúmenes de preparación
Media
Calibración de visores de volumen. Plan de verificación de calibración de tanques.
Datos más confiables para un cálculo certero de los índices de producción. Mayor seguridad durante la preparación de jarabe terminado.
Implementación de automatización en las líneas 2 y 3
Alta
Compra de equipo. Diseño del control automatizado. Tiempo de pruebas, ajustes y validación.
Eliminación de pérdidas por atascamiento del pig. Disminución de la variación en condiciones de calidad de producto. Mayor independencia del factor humano. Unificación de condiciones de producción en todas las líneas de embotellado
72
Es importante aclarar que, es necesario llevar a cabo una factibilidad económica y técnica
sobres estas propuestas, con el fin de brindar datos realistas, sobre la inversión necesaria, y
el retorno esperado, en el Cuadro 7.1 se presenta una estimación, bajo el criterio operativo
observado durante la práctica, pero no pretende dar datos exactos.
Los beneficios esperados serán, finalmente reducción de costos, y por ende, un impacto
positivo sobre las utilidades de la compañía. Estas oportunidades de mejora, no
corresponden a uno u otro producto, se observa que son acciones aplicables directamente
sobre la operación, independientemente del producto producido; por lo que, los beneficios
esperados, no se verán reflejados únicamente en los productos analizados, en esta práctica,
sino que involucran a toda la operación de manufactura.
73
Capítulo 8: Conclusiones y Recomendaciones
8.1. Conclusiones
Con base al análisis de la merma de jarabe terminado realizado, se concluye que:
Las bebidas K, D y E son los productos con mayor índice de merma de jarabe
terminado, según datos desde enero 2012 a marzo 2013, acumulando un 33.67 % del
total de pérdidas.
La preparación de jarabe terminado es un proceso manual, poco automatizado, y
constituye un proceso clave en la producción de bebidas carbonatadas.
El control de calidad de los jarabes terminados inicia desde antes de la adición de los
concentrados, hasta la determinación de las propiedades físico-químicas,
organolépticas y microbiológicas en la etapa de aprobación del mimso.
Se controla la calidad del 100 % de los lotes de jarabe terminado producidos, y son
dispuestos para la producción previa autorización del departamento de calidad.
Se pierden en promedio 5 L de jarabe terminado en la operación de verificación de las
propiedades durante la preparación.
Se pierde entre 24 L y 26 L de jarabe terminado en la operación de enjuague inicial del
equipo de llenado.
Al finalizar la producción, se da una pérdida de jarabe terminado de entre 10 L y 11 L.
Se estima una pérdida de 25 L de jarabe terminado en la purga inicial del equipo de
carbonatación en las líneas 1 y 4.
Al evacuar la tubería que conecta el tanque de preparación con la bomba de envío a las
líneas 2 y 3, se merman 5 L.
El atascamiento del pig en las líneas de producción implica una pérdida de jarabe
terminado estimada en 30 L.
74
Atributos de calidad desviados de la especificación como: concentración alta y
contenidos netos altos, provocan merma de jarabe terminado.
Aproximadamente el 86 % de la pérdida de jarabe terminado, se produce en la
operación de embotellado, respecto a la preparación del mismo.
La experiencia de las personas a cargo del equipo de carbonatación es un aspecto
importante a la hora de realizar un estudio de mermas de jarabe terminado y otros
índices de producción.
La calidad del producto final y del producto intermedio es un factor determinante en
los índices de productividad de una empresa de manufactura.
La metrología industrial es parte rutinaria de las labores de mantenimiento de los
equipos, para obtener información confiable.
8.2. Recomendaciones
Con base en lo determinado, en la práctica dirigida realizada, se recomienda:
Implementar un sistema de verificación del medidor de volumen de los tanques de
preparación, por lo menos dos veces al año, para monitorear y corregir las desviaciones
en las lecturas de volumen.
Ejecutar calibraciones periódicas del medidor de volumen de los tanques de
preparación de manera que las desviaciones del dato de volumen no sesguen el
indicador de merma de jarabe terminado; se recomienda una calibración cada dos años.
Modificar el método de determinación de paquetes esperados por litro de jarabe
terminado, tomando en cuenta la concentración del jarabe terminado y el volumen real
de jarabe preparado.
Realizar estudios de capacidad de los procesos de llenado y concentración con mayor
frecuencia para validar de la tecnología empleada.
75
Realizar una verificación y control sobre los puntos de merma identificados, se sugiere
una lista de verificación para llevar registros de los efectos de las causas identificadas
sobre la merma de jarabe terminado.
Ejecutar un protocolo de validación, con el fin de estandarizar las cantidades de jarabe
terminado que debe ser empleado, en aquellas operaciones propias de la producción,
para bloquear el factor humano e independizar más los procesos de la curva de
aprendizaje de cada operador (a).
De acuerdo con la valoración estimada realizada, se recomienda iniciar con el
aprovechamiento de las oportunidades de mejora, de acuerdo con aquellas actividades
que menor inversión estimada presentan.
Realizar un estudio de factibilidad económica y técnica, para la implementación de
oportunidades de mejora, que mayor inversión presentan, tal como la adquisición e
instalación de equipo.
76
Capítulo 9: Facilidades y Dificultades en el desarrollo de la práctica
El desarrollo de la práctica dirigida en una organización privada, ajena a la Universidad de
Costa Rica, y en específico, para la planta embotelladora de bebidas seleccionada,
representa una oportunidad para el desarrollo profesional. Durante la realización de la
misma, se presentaron las siguientes facilidades y dificultades:
9.1. Facilidades
Acceso total a la instalación industrial.
Equipo de seguridad e inocuidad necesario para realizar las valoraciones de campo.
Disponibilidad de la información histórica de procesos.
Interacción directa con los operadores de la compañía, así como con los
coordinadores de la planta.
Disponibilidad de equipo de medición.
Oportunidad de acceso a la planta de embotellado (ubicación dentro del GAM).
Identificación de procesos dada la formación académica.
Capacitaciones internas sobre el proceso de producción.
9.2. Dificultades
Los productos seleccionados son elaborados con poca frecuencia.
Extensas producciones imposibilita su observación total.
Producciones nocturnas o fuera del horario de disponibilidad de realización de la
práctica.
El cambio de la manera de determinar el índice de merma de jarabe terminado, del
año 2011 al 2012, impidió obtener datos con mayor antigüedad.
Modificación de datos de la empresa para no exponer información confidencial.
Abundancia de elementos que varían de corrida a corrida: funcionamiento del
equipo, operadores a cargo, calidad de producto, entre otros.
77
Capítulo 10. Bibliografía
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80
Nomenclatura
Símbolo Descripción Unidades
IM Índice de Merma %
IMC Índice de Merma Codificado %
IMCA Índice de Merma Codificado Acumulado %
IMCT Índice de Merma Codificado Total %
LIC Límite inferior de control de merma de jarabe terminado codificado %
LIE Límite inferior de especificación de merma de jarabe terminado
codificado %
LSC Límite superior de control de merma de jarabe terminado codificado %
LSE Límite superior de especificación de merma de jarabe terminado
codificado %
PJT Pérdida de Jarabe Terminado L
S Varianza -
V Volumen L
Apéndices
82
A. Datos Experimentales
Cuadro A.1. Datos del índice de merma codificado de jarabe terminado de productos
carbonatados.
Prod
ucto
Mes
2012 2013
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3
K 6,90 6,53 5,55 5,38 5,51 7,71 6,01 5,29 6,07 5,84 6,98 6,81 7,46 7,42 6,13 D 4,85 7,00 2,87 5,72 6,58 2,82 2,32 5,14 4,21 3,68 5,91 16,0 5,70 5,54 5,28 E 2,97 4,70 4,13 3,88 3,02 4,03 4,40 5,05 5,22 4,35 6,16 4,68 4,51 6,19 5,69 L 4,97 4,92 6,09 5,40 4,91 2,87 3,47 2,96 4,13 4,85 3,84 4,30 3,37 4,32 3,99 Q 4,27 4,17 3,88 3,82 5,07 3,43 3,85 4,41 4,15 4,50 4,18 4,32 4,32 4,24 4,50 O 4,41 3,94 3,42 3,39 4,58 3,25 3,67 3,99 4,23 4,27 3,92 3,95 3,84 5,08 3,90 G 3,64 3,61 3,36 4,17 3,32 4,01 3,03 3,18 4,06 4,19 4,56 3,53 3,46 4,54 3,34 M 2,88 3,28 4,22 4,70 4,32 2,39 4,27 2,58 3,03 4,12 3,93 4,28 2,64 3,83 5,09 B 3,34 3,46 4,72 3,89 4,21 2,69 4,22 2,43 3,44 3,89 3,46 3,85 3,78 3,03 4,65 H 3,72 3,79 3,62 3,33 4,14 3,37 3,21 3,40 3,84 3,85 4,02 3,86 2,98 4,05 3,65 J 3,26 3,42 3,83 2,97 3,63 2,40 2,60 3,12 3,65 3,97 3,85 3,60 3,06 3,05 3,03 G 3,33 3,01 2,73 3,03 2,76 1,04 1,27 1,78 2,76 1,78 1,96 0,00 1,54 1,85 1,93
Cuadro A.2. Volumen purgado del tanque de preparación del jarabe terminado de los
productos con mayor índice de merma para determinación de calidad.
Producto Purga VPurgado
1 4,7 K 2 6,1
3 2,8
1 5,4 D 2 3,9
3 6
1 5,7 E 2 5,9
3 4,5
83
Cuadro A.3. Volumen purgado de la tubería desde el tanque de preparación del jarabe
terminado de los productos con mayor índice de merma para determinación
hasta la bomba de envío.
Observación VPurgado
1 5,3 2 4,5 3 3,9 4 3,2 5 6,3 6 6,8
Cuadro A.4. Capacidad promedio de los equipos para la producción de jarabe terminado.
Equipo Capacidad (L)
Tazón de llenado 154 Cuba de jarabe terminado 30
Cuadro A.5. Volumen de bebida por litro de jarabe terminado, hasta la concentración
respectiva de la bebida, de los productos con mayor índice de merma de
jarabe terminado.
Producto Vbebida/Vjarabe terminado
K 6,4 D 6,4 E 6,0
84
B. Resultados Intermedios
Cuadro B.1. Información para el diagnóstico con el diagrama Pareto sobre el índice de merma de jarabe terminado.
Jarabe Terminado IMCT Porcentaje (%) IMCA
K 95,58 13,0 13,0 D 83,61 11,3 24,3 E 68,99 9,4 33,7 L 64,38 8,7 42,4 Q 63,12 8,6 51,0 O 59,83 8,1 59,1 G 55,97 7,6 66,7 M 55,55 7,5 74,2 B 55,04 7,5 81,7 H 54,82 7,4 89,1 J 49,42 6,7 95,8 G 30,75 4,2 100,0
Cuadro B.2. Volumen de jarabe terminado derramado en la producción de las bebidas con
mayor índice de merma, en operación normal.
Operación
Producto
Derrame (L)
K D E
Enjuague de Llenadora 24 24 26 Purga de Carbomixer 25 25 25 Corte de Producción 10 10 11
Purga Conexión 5 5 5 Purgas Calidad 5 5 5
Cuadro B.3. Límites de control y especificación codificados para los productos con mayor índice de merma de jarabe terminado.
Producto Promedio (%) S2
LSC LIC
K 6,37 0,806 8,79 3,96 D 5,57 3,205 15,19 -4,04 E 4,60 0,966 7,50 1,70
85
Cuadro B.4. Volumen porcentual de jarabe terminado derramado en la producción de las bebidas con mayor índice de merma, en operación normal.
Operación
Producto
Derrame (%) Promedio (%)
K D E
Enjuague Llenadora 35 35 36 35 Purga Carbomixer 36 36 35 36 Corte Producción 14 14 15 15 Purga Conexión 7 7 7 7 Purgas Calidad 7 7 7 7
86
C. Muestra de Cálculos
Codificación de datos de merma
(C.1)
Dada la codificación de datos para preservar la información empresarial confidencial, no se puede evaluar numéricamente la ecuación anterior.
La codificación consistió en sumar el IM menor entre todos los productos, a lo largo del período de Enero 2012 a Marzo 2013, a cada valor de IM; de manera que, el menor valor de IM codificado corresponde a cero.
IMCT
∑
(C.2)
Se determinó el IMCT sumando los IMC de cada bebida, por ejemplo para la bebida Q se suma la octava fila del Cuadro A.1.
∑ (
)
IMC promedio ( )
(C.3)
Para el producto K, con un IMCT de 95,58, según la segunda fila de la segunda columna del Cuadro B.1, se obtiene el promedio:
Volumen de jarabe terminado derramado por los equipos.
87
⁄ (C.4)
Por ejemplo, el volumen de la llenadora (tazón de llenado) en el Cuadro A.4, segunda fila en la segunda columna; con el valor del volumen de bebida por litro de jarabe terminado de la bebida K en el cuadro A.5, se obtiene el valor del derrame en enjuague de la llenadora:
⁄
LSC y LIC
(C.5)
(C.6)
Los límites estadísticos de control se calculan con base a un 95 % de confianza, por lo que se amplían a tres veces el valor de la desviación estándar; con los datos mostrados en el Cuadro B.3, tercera columna, tercera fila, de la desviación estándar del producto D. De acuerdo con el valor promedio mostrado también en el Cuadro B.3, segunda columna, tercera fila, se obtiene: