proyecto colorante palta

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  • Ao de la Unin Frente a la Crisis Mundial

    UNIVERSIDAD NACIONAL JOS FAUSTINO SNCHEZ CARRIN

    FACULTAD DE INGENIERA QUMICA, METALURGIA Y AMBIENTAL

    E.A.P. INGENIERA QUMICA

    TITULO:

    OOBBTTEENNCCIINN DDEE CCOOLLOORRAANNTTEE AA PPAARRTTIIRR DDEE LLAA

    SSEEMMIILLLLAA DDEE PPAALLTTAA PPOORR EELL MMEETTOODDOO DDEE

    EEXXTTRRAACCCCIIOONN CCOONN SSOOLLVVEENNTTEE NNaaOOHH AALL 55%% EENN

    PPEESSOO

    AUTORES:

    ASENCIO HUAYANAY, Nelson

    ABRILES CORNELIO, Juan

    FABIAN PADILLA, Gisella Janet

    LUCIANO VEGA, Jos Luis

    PERALES CABEZAS, Sarita Noem

    Huacho, Per

    2009

  • OObbtteenncciinn ddee CCoolloorraannttee aa PPaarrttiirr ddee llaa SSeemmiillllaa ddee PPaallttaa

    E.A.P Ing. Qumica (1) U.N.J.F.S.C

    OOBBTTEENNCCIINN DDEE CCOOLLOORRAANNTTEE AA PPAARRTTIIRR DDEE LLAA SSEEMMIILLLLAA

    DDEE PPAALLTTAA PPOORR EELL MMEETTOODDOO DDEE EEXXTTRRAACCCCIIOONN CCOONN

    SSOOLLVVEENNTTEE NNaaOOHH AALL 55%% EENN PPEESSOO

    TABLA DE CONTENIDO

    11.. AASSEEPPEECCTTOOSS GGEENNEERRAALLEESS.. ____________________________________________________________________ 55

    1.1. RESUMEN EJECUTIVO:______________________________________ 5

    1.2. FORMULACIN DEL PROBLEMA: ___________________________ 5

    1.3. OBJETIVOS: ________________________________________________ 5

    1.3.1. Objetivo General_____________________________________________ 5

    1.3.2. Objetivo Especfico __________________________________________ 5

    1.4. JUSTIFICACIN: ____________________________________________ 5

    1.5. ALCANCES Y LIMITACIONES: _______________________________ 6

    1.5.1. Viabilidad: _________________________________________________ 6

    1.5.2. Ubicacin Tentativa:__________________________________________ 6

    1.5.3. Tiempo: ____________________________________________________ 6

    1.5.4. Financiacin: _______________________________________________ 6

    22.. CCUUEERRPPOO DDEELL IINNFFOORRMMEE:: ______________________________________________________________________ 88

    2.1. INTRODUCCIN. ____________________________________________ 8

    2.2. ANTECEDENTES BIBLIOGRFICOS. _________________________ 8

    2.3. LINEAMIENTOS Y CRITERIOS _______________________________ 9 2.3.1. REQUERIMIENTOS TCNICOS: ______________________________ 9

    2.3.2. ASPECTOS AMBIENTALES Y SOCIALES ______________________ 9

    2.3.3. ANLISIS DE LA MATERIA PRIMA Y PRODUCTO _____________ 9

    2.3.3.1. MATERIA PRIMA: ________________________________________ 9

    2.3.3.2. PRODUCTO OBTENIDO: _________________________________ 11

    2.4. DEFINICIN CONCEPTUAL DE PROCESO. ___________________ 11 2.4.1. Operaciones Unitarias Principales ______________________________ 11

    2.4.2. Fortalezas y Debilidades Ambientales ___________________________ 11

    2.4.3. Recuperacin de Subproductos ________________________________ 12

    2.4.4. Confinamiento de Desechos ___________________________________ 12

    2.5. DISEO DE EXPERIMENTOS. _______________________________ 12

    2.5.1. Prueba de experimentos ______________________________________ 13

    2.5.2. Datos Obtenidos de los Experimentos 1 y 2 _______________________ 14

    2.5.2.1. Experimento N 01. _______________________________________ 14

    2.5.2.1.1. Datos de temperaturas versus Tiempo d el Experimento N 01. ___ 14

    2.5.2.1.1. Grafica: Tiempo vs Temperatura ___________________________ 15

    2.5.2.2. Experimento N 02. _______________________________________ 15

    2.5.2.2.1. Datos de temperaturas versus Tiempo d el Experimento N 02. ___ 16

    2.5.2.2.2. Grafica: Tiempo vs Temperatura ___________________________ 16

    2.6. FUNDAMENTOS DEL PROCESO. ____________________________ 16 2.6.1. Reacciones Qumicas Principales _______________________________ 16

  • OObbtteenncciinn ddee CCoolloorraannttee aa PPaarrttiirr ddee llaa SSeemmiillllaa ddee PPaallttaa

    E.A.P Ing. Qumica (2) U.N.J.F.S.C

    2.6.2. Mecanismos de Regeneracin de Reactivos _______________________ 17

    2.6.3. Antecedentes Termodinmicos_________________________________ 17

    2.7. RESULTADOS DE ANLISIS DE LAS ETAPAS PRINCIPALES: __ 21

    2.7.1. Criterios de Diseo de Etapas __________________________________ 21

    2.7.2. Criterios de Escalamiento _____________________________________ 21

    2.7.3. Consumos Especficos de Principales Insumos ____________________ 22

    2.8. ANLISIS TCNICO DEL PROCESO. _________________________ 23

    2.8.1. Diagramas del Proceso, BFD y PFD. ____________________________ 23

    2.8.2. Diagrama de Instrumentacin de Equipos. ________________________ 27

    2.8.3. Tablas de Balance Tcnico, de Materia y Energa __________________ 28

    2.8.3.1. Balance General de Materia _________________________________ 28

    2.9. ESTRUCTURA DE RECICLO Y PURGAS DEL DIAGRAMA DE

    FLUJOS. _________________________________________________________ 28

    2.10. ESTRUCTURA GENERAL DEL SISTEMA DE SEPARACIN. ____ 28 2.10.1. Sistema de Separacin de Slidos, Lquidos y Gases. _____________ 28

    2.11. RED DE INTERCAMBIADORES DE CALOR ___________________ 29

    2.12. ANLISIS Y DISEO DE PROCESOS: _________________________ 30

    2.12.1. Anlisis de Grados de Libertad de los Principales Equipos. ________ 30

    2.12.1.1. Anlisis tcnico del Extractor con Agitacin. ___________________ 30

    2.12.1.2. Anlisis tcnico del Filtro a Presin. __________________________ 32

    2.12.1.3. Anlisis Tcnico del Secador ________________________________ 34

    33.. DDIIMMEENNSSIIOONNAAMMIIEENNTTOO DDEE LLOOSS PPRRIINNCCIIPPAALLEESS EEQQUUIIPPOOSS DDEELL

    PPRROOCCEESSOO ____________________________________________________________________________________________________ 3366

    3.1. ESPECIFICACION DE LOS PRINCIPALES EQUIPOS. __________ 36

    3.2. CONCLUSIONES ___________________________________________ 37

    3.3. RECOMENDACIONES: ______________________________________ 37

    3.4. Referencias Consultadas: ______________________________________ 38 3.4.1. Referencias Electrnicas ______________________________________ 38

    44.. AANNEEXXOOSS ________________________________________________________________________________________________ 4400

    4.1. Monografa Descriptiva, Resumida del Proceso ___________________ 40

    4.2. Fotografas e Imgenes de la Prctica y los Materiales _____________ 40

  • OObbtteenncciinn ddee CCoolloorraannttee aa PPaarrttiirr ddee llaa SSeemmiillllaa ddee PPaallttaa

    E.A.P Ing. Qumica (3) U.N.J.F.S.C

    EESSTTUUDDIIOO DDEE PPRREE-- FFAACCTTIIBBIILLIIDDAADD PPAARRAA LLAA IINNSSTTAALLAACCIINN DDEE UUNNAA

    PPLLAANNTTAA PPIILLOOTTOO PPAARRAA LLAA OOBBTTEENNCCIINN DDEE CCOOLLOORRAANNTTEE AA PPAARRTTIIRR

    DDEE LLAA SSEEMMIILLLLAA DDEE PPAALLTTAA PPAARRAA UUSSOO IINNDDUUSSTTRRIIAALL..

    TABLA DE CONTENIDO:

    55.. AASSPPEECCTTOOSS GGEENNEERRAALLEESS.. ____________________________________________________________________ 4477

    5.1. Nombre del proyecto: _________________________________________ 47

    5.2. Naturaleza: _________________________________________________ 47

    5.3. Ubicacin tentativa: __________________________________________ 47

    5.4. Unidad Ejecutiva: ____________________________________________ 47

    5.5. Concepcin de la Idea: ________________________________________ 47

    5.6. OBJETIVOS: _______________________________________________ 47

    66.. IINNVVEESSTTIIGGAACCIIOONN DDEE MMEERRCCAADDOO:: ________________________________________________________ 4477

    6.1. Diseo de la Muestra _________________________________________ 47

    6.2. Tamao de la muestra ________________________________________ 47

    6.3. Elaboracin del cuestionario. __________________________________ 49

    77.. EESSTTUUDDIIOO DDEE MMEERRCCAADDOO.. ____________________________________________________________________ 5500

    7.1. rea del Mercado: ___________________________________________ 50

    7.2. Producto: Colorante Natural de la semilla de palta ________________ 50

    7.3. Estudio de Materia Prima _____________________________________ 51 7.3.1. Produccin: ________________________________________________ 51

    7.3.2. Rendimiento: ______________________________________________ 51

    7.3.3. Precios: ___________________________________________________ 51

    7.3.4. Proyectos: _________________________________________________ 51

    7.4. Demanda-Consumo-Ventas: ___________________________________ 51

    7.4.1. Series Estadsticas___________________________________________ 51

    7.4.2. Proyeccin ________________________________________________ 52

    7.5. Oferta ______________________________________________________ 52 7.5.1. Estadsticas de Produccin ____________________________________ 52

    7.5.2. Proyeccin ________________________________________________ 52

    7.6. Balance: DP-OP _____________________________________________ 52

    7.7. Precios _____________________________________________________ 52

    7.8. Marketing __________________________________________________ 53

    88.. EESSTTUUDDIIOO TTEECCNNIICCOO ______________________________________________________________________________ 5533

    8.1. Tamao de planta ____________________________________________ 53 8.1.1. Factores ___________________________________________________ 53

    8.1.1.1. Disponibilidad de materia prima _____________________________ 53

    8.2. Localizacin _________________________________________________ 54

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    E.A.P Ing. Qumica (4) U.N.J.F.S.C

    8.2.1. Factores Localizacionales _____________________________________ 54

    8.2.2. Macro localizacin __________________________________________ 54

    8.2.3. Micro localizacin __________________________________________ 55

    8.3. Ingeniera ___________________________________________________ 55 8.3.1. Descripcin del Producto: ____________________________________ 55

    8.3.2. Necesidades de equipos: ______________________________________ 56

    8.3.3. Requerimientos de materia prima e insumos. ______________________ 57

    8.3.4. Necesidades de mano de obra operativa __________________________ 57

    8.3.5. Necesidades de Servicio ______________________________________ 57

    8.3.6. Suministros. _______________________________________________ 58

    8.3.7. Control de Calidad __________________________________________ 58

    8.3.8. rea de planta. _____________________________________________ 58

    8.3.9. Disposicin de planta ________________________________________ 58

    8.3.10. Plan de implementacin.____________________________________ 58

    99.. AADDMMIINNIISSTTRRAACCIIOONN YY OORRGGAANNIIZZAACCIIOONN..______________________________________________ 5599

    9.1. Tipo de Empresa. ____________________________________________ 59

    9.2. Constitucin de la Empresa ____________________________________ 59

    9.3. Organigrama ________________________________________________ 61

    9.4. Funciones ___________________________________________________ 61

    1100.. PPLLAANNTTEEAAMMIIEENNTTOO EECCOONNOOMMIICCOO YY FFIINNAANNCCIIEERROO ______________________________ 6622

    10.1. Inversin. ___________________________________________________ 62

    10.2. Plan Valorizado en Inversiones _________________________________ 64

    10.3. Financiamiento.______________________________________________ 65

    10.3.1. Fuentes. _________________________________________________ 65

    10.3.2. Condiciones. _____________________________________________ 65

    10.3.3. Esquema Tentativo. _______________________________________ 65

    10.4. Servicio de Deuda de Dos Entidades Financieras. __________________ 66

    10.5. INGRESOS Y GASTOS: ______________________________________ 67 10.5.1. Ingresos _________________________________________________ 67

    10.5.2. Gastos __________________________________________________ 67

    10.6. Punto de Equilibrio __________________________________________ 68

    10.7. ESTADOS FINANCIEROS PROYECTADOS ____________________ 68 10.7.1. Ganancias y Prdidas ______________________________________ 68

    10.8. EVALUACIN DEL PROYECTO _____________________________ 69 10.8.1. Evaluacin Financiera _____________________________________ 69

    10.8.1.1. Valor actual neto (VAN) ___________________________________ 69

    1111.. CCOONNCCLLUUSSIIOONNEESS YY RREECCOOMMEENNDDAACCIIOONNEESS __________________________________________ 6699

    1122.. RREEFFEERREENNCCIIAASS CCOONNSSUULLTTAADDAASS __________________________________________________________ 7700

    12.1. Referencias Electrnicas ______________________________________ 70

    1133.. AANNEEXXOOSS ________________________________________________________________________________________________ 7711

  • OObbtteenncciinn ddee CCoolloorraannttee aa PPaarrttiirr ddee llaa SSeemmiillllaa ddee PPaallttaa

    E.A.P Ing. Qumica (5) U.N.J.F.S.C

    OOBBTTEENNCCIINN DDEE CCOOLLOORRAANNTTEE AA PPAARRTTIIRR DDEE LLAA SSEEMMIILLLLAA DDEE PPAALLTTAA PPOORR

    EELL MMEETTOODDOO DDEE EEXXTTRRAACCCCIIOONN CCOONN SSOOLLVVEENNTTEE NNaaOOHH AALL 55%% EENN PPEESSOO

    1. ASEPECTOS GENERALES.

    1.1. RESUMEN EJECUTIVO:

    Debido a que la mayora de los colorantes sintticos son nocivos para la salud,

    se plantea como alternativa de solucin, la obtencin de colorante natural a

    partir de la semilla de palta. Adems, los colorantes naturales se pueden obtener

    de muchas plantas, ya sea de sus hojas, de sus frutos o tallos y races.

    Una de las frutas ms conocidas es la palta o aguacate, que es una fruta

    comestible con una semilla muy voluminosa. En la actualidad los consumidores

    de la palta desechan su semilla sin tener conocimiento de que podra utilizarse

    en la obtencin de colorante.

    En este trabajo se disear un proceso ms eficiente para obtener colorante y se

    evaluar las tecnologas existentes para determinar los parmetros de obtencin

    y la especificacin necesaria del proceso de extraccin del colorante.

    1.2. FORMULACIN DEL PROBLEMA:

    Qu herramientas se debe utilizar para disear un proceso ms eficiente para la

    obtencin de colorante?

    Cmo determinar algunos parmetros fisicoqumicos de la semilla de palta?

    Qu beneficios obtendr la sociedad con esta nueva propuesta de obtener

    colorante a partir de la semilla de palta?

    1.3. OBJETIVOS:

    1.3.1. Objetivo General

    Industrializar la palta para obtener colorante a partir de su semilla

    1.3.2. Objetivo Especfico

    Disear un proceso ms eficiente para la obtencin del pigmento a partir de la semilla de palta

    Evaluar las tecnologas existentes para determinar los parmetros de obtencin y la especificacin necesaria del proceso de extraccin del

    colorante

    Proponer los equipos que nos brinden un mejor resultado en la extraccin del colorante y ahorro de energa

    1.4. JUSTIFICACIN:

    Es necesario contribuir con el desarrollo y progreso del pas planteando nuevas

    alternativas de inversin en el sector industrial y econmico.

  • OObbtteenncciinn ddee CCoolloorraannttee aa PPaarrttiirr ddee llaa SSeemmiillllaa ddee PPaallttaa

    E.A.P Ing. Qumica (6) U.N.J.F.S.C

    La palta peruana se distingue por su inmejorable calidad, por las modernas

    tecnologas que se emplean en su cultivo, as como por las extraordinarias

    caractersticas de su zona de cultivo en la costa peruana, un lugar idneo para la

    produccin de esta fruta. Todos estos factores han contribuido a que ao tras ao

    la palta peruana siga batiendo cifras de exportacin.

    El rendimiento de la palta peruana (9,2 TM/ha de media entre los aos 2003 a

    2005) es claramente superior a la media mundial (8,0 TM/ha), superando a la

    mayora de pases exportadores con los que compite en el mercado internacional

    como Chile (6,4 TM/ha), Espaa (8,0 TM/ha), Sudfrica (4,7 TM/ha), Francia

    (5,9 TM/ha) y los Estados Unidos. Fuente [11], [12].

    Es por esta razn que se pretende adaptar y disear un proceso ms eficiente de

    extraccin del colorante a partir de la semilla de palta (aguacate) en el Per.

    1.5. ALCANCES Y LIMITACIONES:

    1.5.1. Viabilidad: La informacin se ha recopilado de libros, folletos, artculos, referencias

    electrnicas y los experimentos realizados en el laboratorio, la cual ha

    conllevado esclarecer las ideas de nuestra propuesta

    1.5.2. Ubicacin Tentativa:

    Regin : Lima

    Provincia : Huaura

    Distrito : Sayn

    1.5.3. Tiempo: Se llevara a cabo en 13 semanas tal como se indica en el Diagrama de

    Gantt (TABLA 01).

    1.5.4. Financiacin: Se encuentra indicado en el cuadro de costos (TABLA 02).

    Fecha de inicio: 03/12/2008

    Fecha de trmino: 25/03/2009

  • OObbtteenncciinn ddee CCoolloorraannttee aa PPaarrttiirr ddee llaa SSeemmiillllaa ddee PPaallttaa

    E.A.P Ing. Qumica (7) U.N.J.F.S.C

    TITULO DEL PROYECTO: OObbtteenncciinn ddee CCoolloorraannttee aa PPaarrttiirr ddee llaa SSeemmiillllaa ddee

    PPaallttaa ppoorr eell MMttooddoo ddee EExxttrraacccciinn ccoonn SSoollvveennttee NNaaOOHH AAll 55%% eenn PPeessoo

    TABLA 01: DIAGRAMA DE GANTT:

    ACTIVIDAD TIEMPO

    SEMANA: Diciembre 2008- Marzo 2009

    1 2-3 4-5 6-7 8-9 1

    0

    1

    1

    1

    2

    1

    3

    Formulacin Plan de Tesis X

    Revisin Bibliogrfica X X X X X X

    Bsqueda de Informacin X X X X X X X X X

    Asesora Metodolgica X X X X X X X X

    Desarrollo de la Estrategia Planteada X X X X X X X

    Diseo de Experimentos X X X X X

    Pruebas, Experimentos X X X X X

    Evaluacin de Datos Experimentales X X X X

    Contrastacin y Conclusin X X

    Presentacin X

    TABLA 02: INVERSIN Y FINANCIAMIENTO1:

    DESCRIPCIN DE PARTIDAS TOTAL ESTIMADO

    FUENTES DE

    FINANCIAMIENTO

    S/.

    Partida Denominacin del Gasto de

    Inversin

    S/. (Nuevos

    Soles) $. USS PROPIOS OTROS

    3.00.00 BIENES Y SERVICIOS 1239 3704.61 685 563

    3.11.20 Viticos y Asignaciones 90 269.1 45 32

    3.11.23 Combustibles

    3.11.24 Alimento para Personas 30 89.7 24 23

    3.11.27 Servicios No Personales 45 134.55 22 22

    3.11.28 Propinas 60 179.4 24 25

    3.11.29 Materiales de construccin

    3.11.30 Bienes de consumo 658 1967.42 405 320

    3.11.32 Pasajes y Gastos de transporte 120 358.8 45 42

    3.11.33 Servicios de consultara

    3.11.34 contratacin con

    empresas de servicios 75 224.25 52 43

    3.11.36 Tarifas de Servicio Publico 90 269.1 35 30

    3.11.37 Alquiler de bienes 25 74.75 15 10

    3.11.39 otros Servicios de terceros 46 137.54 18 16

    4.00.00 OTROS GASTOS

    CORRIENTES 138 412.62 85 44

    4.11.43

    Ayuda financiera a

    estudiantes y a la investigacin

    universitaria

    138 412.62 85 44

    7.00.00 GASTOS DE CAPITAL

    7.11.51 Equipos y Materiales duraderos

    Tipo de Cambio: 1$ = S/. 2.99 (Febrero 2008) S/. 1,377.00 $ 4,117.23 S/. 770.00 S/. 607.00

    1 Slo se ha colocado aproximaciones para la realizacin de este trabajo.

  • OObbtteenncciinn ddee CCoolloorraannttee aa PPaarrttiirr ddee llaa SSeemmiillllaa ddee PPaallttaa

    E.A.P Ing. Qumica (8) U.N.J.F.S.C

    2. CUERPO DEL INFORME:

    2.1. INTRODUCCIN.

    Se estn buscando reducir considerablemente el uso de los colorantes sintticos,

    debido a que algunos de ellos presentan efectos nocivos para la salud. En su

    reemplazo, aparece un notable inters por el uso de los colorantes naturales, que

    se pueden obtener a partir de muchas plantas, bien sea de las hojas, de los frutos

    o de los tallos y races.

    El Per es un pas que posee gran variedad de flora, la cual aparte de no

    consumirlos no se han investigado procesos para transformarlos.

    Una de las frutas ms conocidas es la palta, que tiene una voluminosa semilla de

    la cual, desde tiempos inmemoriales, se obtiene un colorante que se emplea, de

    manera rudimentaria, para marcar la ropa. La semilla de la palta contiene

    persena, un monosacrido de siete tomos de carbono de valor

    quimiosistemtico, epicatequina (un flavonoide), taninos condensados, que son

    formas polimricas derivadas de la epicatequina y una proantocianidina

    trimrica (color violeta).

    No hay mucha informacin registrada de las caractersticas fisicoqumicas del

    colorante que se extrae de la semilla de la palta, debido a que anteriormente no

    se ha realizado la extraccin del pigmento y en la actualidad, la semilla de la

    palta constituye un descarte de los procesos de elaboracin de pulpas y de aceite.

    Fuente [3] y [4].

    En este trabajo, adems de mencionar algunas de sus caractersticas encontradas

    por Jorge Enrique Devia Pineda e integrantes del grupo de investigacin en

    desarrollo y diseo de procesos de la Universidad EAFIT, se analiza y disea un

    proceso ms eficiente para la extraccin de colorante y se hace la especificacin

    necesaria del proceso para su obtencin.

    Se pretende contribuir al aprovechamiento de una biomasa, hasta hace poco

    desechada, aadindole algn valor agregado. En consecuencia, el objetivo de

    este trabajo es analizar y disear un proceso mas eficiente para la extraccin del

    pigmento indeleble de color caf que se halla en la semilla de la Palta y Evaluar

    las tecnologas existentes para determinar los parmetros de diseo para la

    aplicacin del proceso en una planta piloto.

    2.2. ANTECEDENTES BIBLIOGRFICOS.

    Se han realizado proyectos a planta piloto con respecto a ste en Colombia en el

    ao 2005, por Jorge Enrique Devia Pineda, Docente del departamento de

    procesos de la Universidad EAFIT e integrantes del grupo de investigacin en

    desarrollo y diseo de procesos en la misma institucin.

  • OObbtteenncciinn ddee CCoolloorraannttee aa PPaarrttiirr ddee llaa SSeemmiillllaa ddee PPaallttaa

    E.A.P Ing. Qumica (9) U.N.J.F.S.C

    2.3. LINEAMIENTOS Y CRITERIOS 2.3.1. REQUERIMIENTOS TCNICOS:

    TABLA 03:

    Planta piloto Proceso

    Tecnolgico Ventajas Desventajas

    Universidad EAFIT

    (Medelln,

    Colombia)

    Proceso por Lotes

    Colorante amigable

    con el medio

    ambiente y la Salud

    Humana.

    Se desecha aguas

    residuales y

    orgnicos del

    lavado de la

    semilla.

    La tecnologa que se empleara para obtener colorante en este proyecto, ser

    un proceso por lotes, a dems se diseara y analizara este proceso tomando

    como referencia al proyecto realizado a planta piloto en Medelln Colombia de la universidad, mencionada antes.

    2.3.2. ASPECTOS AMBIENTALES Y SOCIALES

    Impacto Medida Preventiva Medida Correctiva

    TIERRA

    Contaminacin a

    causa del desecho de

    los residuos orgnicos

    del lavado.

    Contar con sistemas de

    transportes.

    Implementar sistemas de

    transporte para aprovechar los

    residuos orgnicos en algn

    subproducto.

    AIRE No hay o es

    despreciable

    No se tiene No se tiene

    PAISAJE

    Contaminacin por las

    aguas residuales y

    algunos orgnicos.

    En el proceso de lavado de

    la semilla contar con un

    sistema de transporte de

    fluidos

    Instalar un sistema de transporte

    de fluidos.

    2.3.3. ANLISIS DE LA MATERIA PRIMA Y PRODUCTO

    2.3.3.1. MATERIA PRIMA:

    ASPECTOS BOTNICOS Y AGRONMICOS:

    La Palta se cultiva ampliamente en toda Amrica, incluyendo Estados

    Unidos, Mxico, Guatemala, Per, Colombia y en el viejo continente, en

    Espaa.

    Se utiliza principalmente como complemento de la alimentacin, en la

    preparacin de diferentes platos, entre los que se encuentra una amplia

    variedad de ensaladas, salsas, jugos, etc., debido a su alto valor alimenticio

    (TABLA 04).

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    TABLA 04: Composicin Qumica de la Palta por 100%

    COMPONENTE %

    Agua 64.5

    Protena 1.7

    Grasa 26.4

    Hidratos de carbono 5.1

    Caloras 264

    Fuente: [2] y [5].

    La Palta puede cultivarse en terrenos de textura ligera, profundos, bien

    drenados con un pH neutro o ligeramente cidos (5,5 a 7), desde 0 hasta

    los 2.500 metros sobre el nivel del mar; sin embargo, se recomienda su

    cultivo en altitudes entre 800 y 2.500 m, para evitar problemas con

    enfermedades, especialmente en las races. La temperatura y la

    precipitacin son los dos factores de mayor incidencia en el desarrollo del

    cultivo. Fuente: [2] y [5].

    ASPECTOS COMERCIALES DE LA PALTA:

    El fruto del rbol posee muchos usos, entre los cuales destacan:

    Domstico. Como alimento, ampliamente difundido en nuestro pas y en gran parte del mundo.

    Industrial. Para la fabricacin de aceite de Palta, que contiene una gran cantidad de aceite fijo, amarillo verdoso, excelente para el cabello, tanto

    para darle un bonito aspecto como para detener su cada y hacerlo crecer.

    Con este aceite tambin se prepara un magnfico jabn de tocador que

    mejora el cabello en firmeza y en color. De la semilla se extrae un jugo que

    es una tinta indeleble que sirve para marcar ropa.

    Medicinal. La Palta tambin tiene aplicaciones en la medicina tradicional:

    la corteza del tallo es til como astringente, la cscara del fruto sirve como

    vermfugo y anti disentrico, los brotes y las hojas cuando ya pasan de

    color pardo o rosado al verde, tienen la reputacin como excitantes de la

    vescula biliar, son balsmicos, carminativos, esquimticos, vulnerarios,

    emenagogos, antisifilticos y enrgico diurticos entre otras aplicaciones.

    MATERIA PRIMA PRINCIPAL:

    Semilla de la Palta. La semilla de palta en la actualidad constituye un

    descarte de los procesos de elaboracin de pulpas y de aceite, en el presente

    trabajo se pretende analizar y disear un proceso mas eficiente para

    aprovechamiento de la semilla como colorante.

    Kahn (1987) establece que la semilla de palta es potencial fuente de

    almidn, debido a su contenido cercano al 30%.

    La semilla de palta posee algunos principios anti nutricionales como cido

    cianhdrico, glucsidos cianognicos, poli fenoles condensados y taninos.

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    TABLA 05: COMPOSICIN DE SEMILLAS DE PALTA

    Fuente: [5]

    2.3.3.2. PRODUCTO OBTENIDO:

    El colorante obtenido es una antocianina de color caf en polvo, que es

    soluble en agua y parcialmente soluble en alcohol etlico, que puede usarse

    para darle color a fibras naturales usando mordientes naturales como los

    taninos de la corteza de eucalipto. Tambin se puede adicionar a alimentos

    lcteos y de panadera para modificar su apariencia, una vez purificado por

    disolucin el etanol.

    2.4. DEFINICIN CONCEPTUAL DE PROCESO.

    2.4.1. Operaciones Unitarias Principales

    Tabla N 5

    PRINCIPIO OPERACIN EQUIPO

    Cantidad de movimiento Almacenamiento F-101, F-102

    Transferencia de calor Evaporacin, secado V-301, B-301

    Transferencia de masa Extractor con agitacin V-201

    Fenmenos fsicos y

    operacionales

    Filtro a presin, filtro de

    arena

    H-201, H-202

    Reduccin de partcula Molienda C-101

    Partculas en movimiento Transportadores de slido J-101

    2.4.2. Fortalezas y Debilidades Ambientales

    Fortalezas:

    La planta piloto contar con una materia prima natural (biomasa)

    El producto obtenido no es nocivo para la salud

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    Debilidades Ambientales:

    Se estara desechando por el momento las aguas residuales del lavado de la

    semilla y algunos orgnicos.

    2.4.3. Recuperacin de Subproductos

    Los subproductos a recuperar serian la torta de la filtracin que sirve como

    alimento para los puercos y el agua clara de la evaporacin.

    2.4.4. Confinamiento de Desechos

    Los desechos que son obtenidos son las aguas residuales del lavado de la

    semilla y algunos orgnicos. Estas aguas residuales podran ser transportadas

    mediante un sistema de transporte de fluidos, para ser tratada.

    2.5. DISEO DE EXPERIMENTOS.

    El mtodo de obtencin consiste en lavar las semillas para removerles residuos

    de la pulpa y la suciedad, para luego pasarlas por un molino de discos y as

    obtener un producto de consistencia pastosa, al cual se le determina la humedad

    promedio de 18%.

    En la fase de extraccin, la semilla molida se pone en el tanque de extraccin, a

    una temperatura moderada (menor de 75 C), con una determinada relacin

    slido-solvente, y por un tiempo definido con agitacin.

    En el laboratorio, el extracto obtenido se filtra por medio de una tela elstica,

    haciendo un poco de presin, para obtener la solucin de color caf oscuro,

    libre de slido, y una torta residual.

    Finalmente, esta solucin se concentra en el evaporador y de este concentrado

    se saca una muestra que se seca totalmente en una estufa, a una temperatura

    inferior a 75 C, para obtener el porcentaje del producto extrado de la semilla,

    con base en la humedad original de sta. (Ver Figura 1. Diagrama de Bloques

    del Proceso (BFD), pg. 18)

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    2.5.1. Prueba de experimentos

    En el proceso de extraccin es necesario para seguir la secuencia del proceso mismo.

    Todas las especificaciones (tiempo y temperatura de secado, revoluciones por minuto

    del agitador mecnico, temperatura y tiempo de evaporacin) para la optimizacin del

    proceso de extraccin.

    En la prueba experimental que se realiz, slo se tomaron los datos del tiempo y

    temperatura del proceso de extraccin. A continuacin se describe el procedimiento de

    la experimentacin:

    Preparacin de materia prima

    Lavado de las semillas: Lavamos con abundante agua para eliminar los restos de pulpa

    y otras impurezas orgnicas.

    Rayado de las semillas: Utilizando un rayador metlico procedimos a rayar nuestra

    materia prima para minimizar la masa y as aumentar la superficie para una buena

    extraccin.

    Machacado de la ralladura: colocamos la ralladura de las semillas en un mortero en el

    cual procedemos a machacarlo, hasta obtener una masa pastosa. Esta masa est lista

    para la extraccin.

    Preparacin de equipo

    Preparacin de solvente:

    Solucin de NaOH al 5% en peso (NaOH en pellets)

    Pesamos en la balanza 20g de NaOH puro, diluimos en un matraz con aproximadamente

    380 mL de agua destilada, para luego vaciarlo en una fiola de 500 mL.

    Instalacin de equipo:

    El equipo a utilizar es muy sencillo, solo consta de un baln de dos bocas en contacto

    con una cocina con agitador magntico incorporado. En una de las bocas del baln

    colocamos un termmetro y la otra se encuentra abierto a al atmosfera. En el baln

    colocamos la semilla de palta machacada junto con la solucin de NaOH. Calentamos la

    nueva solucin durante 2h, con agitacin mecnica permanente. Controlando que la

    temperatura no llegue a 100C, ya que a esta temperatura el colorante se degrada.

    Temperatura a la que se trabaj fue de 75 C.

    Separacin y purificacin:

    Filtrado: luego de calentar la solucin, esta queda muy espesa con presencia de partes

    slidas. Entonces con la ayuda de una tela con porosidad mnima, filtramos y

    eliminamos dichos slidos.

    Evaporacin al vaco:

    Luego de filtrar la solucin necesitamos reducir la humedad, es decir, tratar de eliminar

    agua de la solucin, para esto necesitamos hacer una destilacin, pero como nuestro

    colorante se degrada a 100 C no podemos correr el riesgo usando una destilacin

    simple, sino hacer uso de un equipo de destilacin al vacio. Lamentablemente no se

    pudo realizar esta secuencia.

    Secado:

    Se intento secar en una estufa la solucin coloreada sin evaporada, colocndola en un

    crisol, como era de esperarse, fue intil porque no se logro esta operacin.

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    2.5.2. Datos Obtenidos de los Experimentos 1 y 2

    2.5.2.1. Experimento N 01.

    Masa de la semilla descascarada = 50g

    Volumen de la Solucin NaOH = 400 mL

    Concentracin de la Solucin NaOH = 5% en peso

    Despus del Filtrado:

    Masa de la solucin coloreada = 390.5 g

    Volumen de la solucin coloreada = 372 mL

    Densidad de la solucin coloreada = 1.048 g/mL

    Masa de la torta = 20.4 g

    pH de la solucin coloreada = 11.65

    2.5.2.1.1. Datos de temperaturas versus Tiempo d el Experimento N 01.

    CRONOMETRAJE (min)

    T C

    0 23

    10 44

    20 57

    30 69

    40 78

    50 79

    60 76

    70 77

    80 74

    90 70

    100 75

    110 76

    120 74

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    2.5.2.1.1. Grafica: Tiempo vs Temperatura

    2.5.2.2. Experimento N 02.

    Masa de la semilla descascarada = 50g

    Volumen de la Solucin NaOH = 230 mL

    Concentracin de la Solucin NaOH = 5% en peso

    Despus de la Extraccin:

    Masa de la solucin coloreada = 255.78 g

    Volumen de la solucin coloreada = 230 mL

    Densidad de la solucin coloreada = 1.112 g/mL

    pH de la solucin coloreada = 11.6

    Despus del Filtrado:

    Masa de la solucin coloreada = 241.05 g

    Volumen de la solucin coloreada = 200 mL

    Densidad de la solucin coloreada = 1.2052 g/mL

    Masa de la torta = 14.73 g

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    2.5.2.2.1. Datos de temperaturas versus Tiempo d el Experimento N 02.

    HORA EXACTA: pm

    CRONOMETRAJE (min)

    T C

    05:30 0.00 23

    05:40 10.00 55

    05:50 20.00 90

    06:00 30.00 76

    06:10 40.00 73

    06:20 50.00 70

    06:30 60.00 75

    06:40 70.00 69

    06:50 80.00 89

    07:00 90.00 79

    07:10 100.00 75

    07:20 110.00 77

    07:30 120.00 80

    07:40 130.00 76

    07:50 140.00 74

    2.5.2.2.2. Grafica: Tiempo vs Temperatura

    2.6. FUNDAMENTOS DEL PROCESO.

    2.6.1. Reacciones Qumicas Principales

    En el proceso para obtener colorante a partir de la semilla de palta, existe

    una reaccin de NaOH con los flavonoides, taninos, etc., que hay en la

    semilla de Palta, puesto que al adicionar el NaOH, concentra el color de la

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    E.A.P Ing. Qumica (17) U.N.J.F.S.C

    suspensin. En el transcurso de la realizacin del presente trabajo se

    efectuar el diseo, la prueba y el anlisis de experimentos.

    La semilla de Palta contiene agua, almidn (presencia de grnulos de color

    violeta), epicatequina (flavonoide), taninos condensados (de color caf a

    rojo), cidos grasos, compuestos polifenlicos, esteroles entre otros. [5]

    Pero no existen muchos registros de informacin sobre el anlisis

    cuantitativo y cualitativo de la semilla de palta ni de la reaccin con NaOH.

    Suponiendo que la posible reaccin ocurre con los flavonoides presentes en

    la semilla de Palta, se tiene un ejemplo de sta reaccin, en condiciones

    alcalinas fuertes (p. ej. reflujo con NaOH 2N, 100C) el ncleo de

    flavonoide se rompe liberando sustancias de menor peso molecular:

    Fuente [16]

    2.6.2. Mecanismos de Regeneracin de Reactivos

    En el proceso para obtener colorante a partir de la semilla de palta se usa

    NaOH al 5% como reactivo, debido a que acta para concentrar en mayor

    porcentaje colorante.

    2.6.3. Antecedentes Termodinmicos

    Las semillas de palta contienen slidos, lpidos, protenas, ceniza, fibra,

    carbohidratos, almidn (presencia de grnulos de color violeta), agua,

    epicatequina (flavonoide), taninos condensados (de color caf a rojo),

    tambin tiene propiedades farmacolgicas debido a la presencia de

    cidos grasos, compuestos polifenlicos, esteroles entre otros. [5]

    Flavonoides: Los flavonoides son compuestos fenlicos constituyentes

    de la parte no energtica de la dieta humana. Se encuentran en vegetales,

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    semillas, frutas y en bebidas como vino y cerveza. Se han identificado

    ms de 5.000 flavonoides diferentes. [15]

    Para los qumicos los flavonoides tienen una estructura qumica muy

    definida como se muestra en la figura 2.5.3(a). Puede observarse que de

    manera general son molculas que tienen dos anillos bencnicos (

    aromticos, para los qumicos orgnicos) unidos a travs de una cadena

    de tres tomos de carbono, puesto que cada anillo bencnico tiene 6

    tomos de carbono, los autores los denominan simplemente como

    compuestos C6C3C6. La Figura 2.5.3 (b) muestra la estructura qumica

    de uno de los flavonoides ms comunes: La quercetina. [16]

    Figura 2.5.3(a) Estructura bsica de los flavonoides

    Figura 2.5.3 (b) Estructura qumica de uno de los flavonoides ms comnmente

    hallados en la naturaleza, la quercetina. Ntese en color rojo la estructura bsica

    de los flavonoides.

    Para su estudio sistemtico los ms de 5000 flavonoides naturales se han

    clasificado en varias clases de acuerdo con las variantes estructurales que

    presenta la cadena central C3. Figura 2.5.3(c). De acuerdo con esto los

    flavonoides se clasifican en varios grupos: Chalconas, flavonas,

    flavonoles, flavanonas, flavanonoles, antocianidinas, catequinas,

    epicatequinas, auronas, isoflavonoides, pterocarpanos, rotenoides, etc.

    [16]

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    E.A.P Ing. Qumica (19) U.N.J.F.S.C

    Figura 2.5.3(c-1). Estructuras bsicas de varias clases de flavonoides

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    E.A.P Ing. Qumica (20) U.N.J.F.S.C

    Figura 2.5.3(c-2). Estructuras bsicas de varias clases de flavonoides

    Taninos: Nombre comn aplicado a varios productos vegetales, tanto

    amorfos como cristalinos, obtenidos de diversas plantas, y utilizados en

    la industria del curtido del cuero. Los distintos taninos tienen

    composiciones diferentes. Algunos, tambin llamados taninos

    condensados, son fenoles con una estructura moderadamente compleja,

    mientras que otros se componen de steres de glucosa, o de algn otro

    azcar y cidos trihidroxibenzoicos.

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    La frmula C14H14O11, considerada por lo general como la del tanino

    comn, es tan slo una aproximacin.

    Acido glico, un tanino

    2.7. RESULTADOS DE ANLISIS DE LAS ETAPAS PRINCIPALES:

    2.7.1. Criterios de Diseo de Etapas

    Como criterio de diseo para el proceso de obtencin a planta piloto se

    establecen 3 lotes de produccin por da cada uno con 10 Kg de semilla,

    para producir 40.972 litros de solucin del colorante al 45% por lote, o

    122.9 Litros por da, que trabajando durante 360 das al ao producen

    44244 Lt./ao de solucin del colorante. Fuente: [2] y [5].

    Con base en estos parmetros se calculan los diferentes equipos necesarios

    para el proceso (Tabla N6).

    2.7.2. Criterios de Escalamiento

    Para un clculo provisional aproximado que permite formarse una idea del

    coste de adquisicin e instalacin de la maquinaria para una planta de

    obtencin de colorante, puede partirse del dato de que se establecen 3 lotes

    de produccin por da cada uno con 10 Kg. de semilla, para producir 40.97 L

    de solucin del colorante al 45% por lote, o 122.9 Litros por da, que

    trabajando durante 360 das al ao producen 44244 L /ao de solucin del

    colorante y considerar los siguientes criterios. Fuente [2]

    En la instalacin de la planta industrial se deben emplear ciertos criterios:

    Las dimensiones de la planta.

    Las dimensiones de la maquinaria de planta del colorante.

    Material accesorio situado.

    Talleres y laboratorio.

    Vas, suministro de agua, canalizaciones.

    Parque de transporte y calles en la planta.

    2 Cantidad escalada de la obtenida en el experimento realizado en laboratorio

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    2.7.3. Consumos Especficos de Principales Insumos

    Las mejores condiciones para obtener colorante a partir de la semilla de

    palta se logran usando como solvente una solucin acuosa de hidrxido de

    sodio al 5% (5 g de NaOH en un litro de agua), con un pH de 13, velocidad

    de agitacin 150 rpm, temperatura de extraccin de 75 C, durante dos

    horas y con una relacin peso de slido a volumen de solvente de 0.05.

    Entonces, para producir 3 lotes por da con 10 Kg. cada uno, la cantidad de

    insumos y/o materias primas a ser consumidos es:

    POSIBLE CONSUMO EN UNA PLANTA PILOTO:

    INSUMOS

    y/o

    MATERIAS PRIMAS

    CANTIDAD

    (por da)

    Semilla de

    la palta

    30 12.5 Kg.

    NaOH

    5% P/V

    0.6 m3.7

    Datos calculados de: Fuente: Fuente [2]

    (http://redalyc.uaemex.mx/redalyc/pdf/215/21513704.pdf)

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    2.8. ANLISIS TCNICO DEL PROCESO.

    2.8.1. Diagramas del Proceso, BFD y PFD.

    Figura 1. Diagrama de Bloques del Proceso (BFD) de Extraccin del Colorante de la

    Semilla de la Palta.

    Fuente: REVISTA Universidad EAFIT, Medelln-Colombia

  • OObbtteenncciinn ddee CCoolloorraannttee aa PPaarrttiirr ddee llaa SSeemmiillllaa ddee PPaallttaa

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    Figura 2. Diagrama de Flujo del Proceso (PFD) de Extraccin del Colorante de la Semilla de la Palta.

    (Elaborada en Ms Office Visio 2007)

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    Figura 2. Diagrama de Flujo del Proceso (PFD) de Extraccin del Colorante de la Semilla de la Palta.

    (Elaborada en ChemCAD)

  • OObbtteenncciinn ddee CCoolloorraannttee aa PPaarrttiirr ddee llaa SSeemmiillllaa ddee PPaallttaa

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    PFD Elaborada en ChemCAD (Continuacin)

    10

  • Tabla N 6: LEYENDA (PFD Ms Office Visio 2007)

    CDIGO DESCRIPCIN

    F-101 Tanque de

    almacenamiento

    J-101 Transportador de banda

    C-101 Molino de discos

    F-102 Tanque de

    almacenamiento

    V-201 Extractor con agitacin

    H-201 Filtro a prensa

    H-202 Filtro de arena

    V-301 Evaporador con

    agitacin

    B-301 Secador

    Tabla N 7: NOMENCLATURA DE CORRIENTES

    CORRIENTE COMPOSICIN

    1 Semilla de la Palta

    2 NaOH 5%

    3 Suspensin coloreada

    4 Semilla despojada de colorante (Torta)

    5 Suspensin libre de la Torta

    6 Suspensin libre de slidos

    7 Solucin concentrada de colorante

    8 Colorante en polvo

    9 Agua de circulacin para vaci

    10 Partculas slidas que van quedando retenidas en el lecho

    2.8.2. Diagrama de Instrumentacin de Equipos.

    CDIGO DENOMINACIN MATERIAL DE

    CONSTRUCCIN FUNCIN OPERATIVA

    F-101 Tanque de almacenamiento Fibra de Vidrio almacena la semilla

    para lavado

    J-101 Transportador de banda Metal y Jebe transporte

    C-101

    Molino de discos

    (10 Kg./min. Con una

    potencia de motor de HP)

    Acero al carbn Molienda

    F-102 Tanque de almacenamiento. Fibra de Vidrio almacena NaOH

    V-201 Extractor con agitacin Acero Inoxidable dispersin de partculas

    y extraccin

    H-201 Filtro a prensa Acero Inoxidable Separacin de partculas

    H-202 Filtro de arena Acero Inoxidable Separacin de partculas

    V-301 Evaporador con agitacin Acero Inoxidable concentracin de la

    solucin

    B-301 Secador Acero Inoxidable secado de la

    solucin concentrada

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    E.A.P Ing. Qumica (28) U.N.J.F.S.C

    2.8.3. Tablas de Balance Tcnico, de Materia y Energa

    2.8.3.1. Balance General de Materia

    COMPONENTES CORRIENTES DEL PROCESO(,Kg)

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

    Hidrxido de Sodio (m3) - 0.2 - - - - - - -

    Semilla (Kg) 10 - - - - - - - -

    Solucin coloreada (Lt.) - - - 40.97 - -

    Torta y/o Partculas solidas (Kg) - - 5.04 - - - - 0.01

    Agua (Lt.) - - - - - - - -

    2.9. ESTRUCTURA DE RECICLO Y PURGAS DEL DIAGRAMA DE FLUJOS.

    No hay corrientes de reciclo, porque, por el momento se estara desechando la

    torta de filtracin sin humedad, aunque se estn buscando sus aplicaciones.

    Adems se estara desechando las aguas residuales, el cual, en este trabajo se

    propone para un futuro transportarla para ser tratada.

    2.10. ESTRUCTURA GENERAL DEL SISTEMA DE SEPARACIN.

    La estructura general del sistema de separacin, en el proceso para obtener colorante

    a partir de la semilla de palta, se encuentra en el filtro a presin, en el cual se separa

    los slidos en suspensin para obtener un lquido clarificado libre de partculas

    gruesas y en el evaporador, donde se concentra la solucin colorante.

    2.10.1. Sistema de Separacin de Slidos, Lquidos y Gases.

    A: Semilla de la Palta.

    B: Solucin de NaOH 5%

    C: Suspensin coloreada

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    D: Semilla despojada de colorante (torta)

    E: Suspensin libre de slidos

    F: Solucin concentrada de colorante

    G: Agua de circulacin para vaci.

    El sistema de separacin ser directo ya que no se utiliza ningn material externo

    (especie qumica diferente) en la corriente del proceso para separar.

    MTODO ALGORTMICO

    NUMERO DE

    COMPONENTE

    NUMERO

    DE

    SUBGRUPOS

    [N(N+1)/2]-N

    NUMERO DE

    SUBPROBLEMAS

    DE SEPARACIN

    [N(N+1)/2]-N

    NUMERO DE

    POSIBLES

    SECUENCIAS

    [2(N-

    1)]!/[N!(N-1)!]

    2 1 1 1

    NC = 2

    NSG = 1

    NSP =1

    NS =1

    2.11. RED DE INTERCAMBIADORES DE CALOR

    No es aplicable el mtodo pinch de diseo de procesos, porque, no se tiene

    corrientes fras a calentar ni tampoco corrientes calientes a enfriar.

    En el Extractor se hace un calentamiento menor a la temperatura de 70C,

    aproximadamente, con NaOH, para extraer en mayor concentracin el colorante.

    En el Evaporador se coloca un sistema de vaco que tiene como funcin disminuir el

    punto de ebullicin de la solucin acuosa. Se selecciona una trompa de agua que

    produce un vaco cerca de 0.5 psia, que satisface las necesidades del sistema y

    permite la reutilizacin del agua.

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    E.A.P Ing. Qumica (30) U.N.J.F.S.C

    2.12. ANLISIS Y DISEO DE PROCESOS:

    2.12.1. Anlisis de Grados de Libertad de los Principales Equipos.

    2.12.1.1. Anlisis tcnico del Extractor con Agitacin.

    Diagrama Representativo:

    Definicin de Variables:

    1 2 3

    P Presin de entrada Presin de entrada Presin de salida

    T Temp. de entrada Temp. de entrada Temp. de salida

    F Flujo msico entrada Flujo msico entrada Flujo msico salida

    Ci

    Comp. del flujo

    i = 1,2,3..

    Semilla de Palta

    NaOH (*)

    Suspensin coloreada(*)

    Comp. de Flujo

    i = 1,2,3..

    Semilla de Palta(*)

    NaOH

    Suspensin coloreada(*)

    Comp. del flujo

    i = 1,2,3

    Semilla de Palta

    NaOH

    Suspensin coloreada

    H Entalpia en la corriente Entalpia en la corriente Entalpia en la corriente

    Q : Intervine transferencia de calor.

    W : Se realiza trabajo

    (*) : No existe el componente indicado en la corriente.

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    E.A.P Ing. Qumica (31) U.N.J.F.S.C

    CRITERIOS TCNICOS PARA EL ANLISIS OPERACIONAL

    Para el proceso de extraccin de un lote de produccin de 40.97 L de

    colorante se requieren 0.2 m3 de solucin acuosa de NaOH al 5%, para

    lo cual se disea un tanque de acero inoxidable de 800 mm de dimetro y

    800 mm de altura, con un espesor de 67 mm, con su respectiva paleta y

    quemador para el calentamiento a 75 C.

    CALCULO DE NMEROS DE VARIABLES

    Nv = Numero de corrientes x (NC + 2) + Q + W

    Nv = 3(NC + 2) + 1 + 1

    Nv = 3NC + 8

    CALCULO DE NMEROS DE RELACIONES

    INDEPENDIENTES

    Relacin N Referencias

    1. Balance de Materia

    1.1 Balance General 1

    1.2 Balance por Componente NC-1

    2. Balance de Energa

    2.1 Balance Energa Trmica 1 ( E/ t) = (Cp1 T1 +Cp2 T2 +Q)- Cp3 T3+Hrxn

    2.2 Balance Energa Mecnica 1 W = f (N de potencia)

    3. Relaciones de Equilibrio

    3.1 Equilibrio Qumico 0

    3.2 Equilibrio Fsico 0

    4. Relaciones Explicitas

    4.1 Temperatura 0

    4.2 Presin 0

    4.3 Flujo 2 F1 =10 Kg/min, F

    2 =0.2 m

    3/min

    4.4 Composicin NC-1

    5. Relaciones Implcitas

    5.1 Temperatura 0

    5.2 Presin 0

    5.3 Flujo 1

    5.4 Composicin 0

    NR = 2NC+3

    CALCULO DE GRADOS DE LIBERTAD

    321 FFF332211 FyFyFy iii

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    E.A.P Ing. Qumica (32) U.N.J.F.S.C

    Determinacin de los grados de libertad (ND)

    ND = Nv NR

    ND = 3NC + 8 - (2NC + 3)

    ND = NC+5

    Necesito saber la composicin de componentes de entrada para

    calcular las ecuaciones mencionadas.

    2.12.1.2. Anlisis tcnico del Filtro a Presin.

    Diagrama Representativo:

    H-201

    3

    5

    4

    T3

    P3

    F3

    C3

    T5

    P5

    F5

    C5

    T4

    P4

    F4

    C4

    Definicin de Variables:

    3 4 5

    P Presin de entrada Presin de salida Presin de salida

    T Temp. de entrada Temp. de salida Temp. de salida

    F Flujo msico entrada Flujo msico salida Flujo msico salida

    Ci

    Comp. del flujo

    i = 1,2,3..

    Suspensin coloreada

    Semilla despojada de

    colorante(torta) (*)

    Suspensin libre de slidos(*)

    Comp. de Flujo

    i = 1,2,3..

    Suspensin coloreada (*)

    Semilla despojada de

    colorante(torta)

    Suspensin libre de slidos(*)

    Comp. del flujo

    i = 1,2,3..

    Suspensin coloreada (*)

    Semilla despojada de

    colorante(torta) (*)

    Suspensin libre de slidos

    Q : No Intervine transferencia de calor.

    W : No Se realiza trabajo

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    E.A.P Ing. Qumica (33) U.N.J.F.S.C

    (*) : No existe el componente indicado en la corriente.

    CRITERIOS TCNICOS PARA EL ANLISIS OPERACIONAL

    La solucin coloreada proveniente del tanque extractor se separa en dos

    fases una slida, y otra lquida que es la solucin coloreada. Debe poseer

    la capacidad de filtrar todo el contenido de un lote en menos de dos horas

    y materiales resistentes a los productos a ser separados.

    CALCULO DE NMEROS DE VARIABLES

    Nv = Numero de corrientes x (NC + 2) + Q + W

    Nv = 3(NC + 2) + 0 + 1

    Nv = 3NC + 7

    CALCULO DE NMEROS DE RELACIONES

    INDEPENDIENTES

    Relacin N Referencias

    1. Balance de Materia

    1.1 Balance General 1

    1.2 Balance por Componente NC-1

    2. Balance de Energa

    2.1 Balance Energa Trmica 0

    2.2 Balance Energa Mecnica 1 W = f (N de potencia)

    3. Relaciones de Equilibrio

    3.1 Equilibrio Qumico 0

    3.2 Equilibrio Fsico 0

    4. Relaciones Explicitas

    4.1 Temperatura 1 T3 = 75C

    4.2 Presin 0

    4.3 Flujo 1

    4.4 Composicin

    5. Relaciones Implcitas

    5.1 Temperatura 1

    5.2 Presin 0

    5.3 Flujo 1

    5.4 Composicin

    NR = NC+5

    CALCULO DE GRADOS DE LIBERTAD

    Determinacin de los grados de libertad (ND)

    345 FFF334455 FyFyFy iii

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    E.A.P Ing. Qumica (34) U.N.J.F.S.C

    ND = Nv NR

    ND = 3NC + 7 - (NC + 5)

    ND = 2NC + 2

    2.12.1.3. Anlisis Tcnico del Secador

    Diagrama Representativo:

    B-301

    7 8T

    7

    P7

    F7

    C7

    T8

    P8

    F8

    C8

    Definicin de Variables:

    7 8

    P Presin de entrada Presin de salida

    T Temp. de entrada Temp. de salida

    F Flujo msico entrada Flujo msico salida

    Ci

    Comp. del flujo

    i = 1..

    Solucin concentrada colorante

    Colorante en polvo (*)

    Comp. de Flujo

    i = 1..

    Solucin concentrada colorante (*)

    Colorante en polvo

    Q : Intervine transferencia de calor.

    W : No Se realiza trabajo

    (*) : No existe el componente indicado en la corriente.

    CRITERIOS TCNICOS PARA EL ANLISIS OPERACIONAL

    La solucin concentrada de colorante proveniente del evaporador se seca

    en un secador para obtener colorante en polvo. Debe poseer la capacidad

    de secar todo el contenido de un lote y materiales resistentes al producto

    obtenido.

    CALCULO DE NMEROS DE VARIABLES

    Nv = Numero de corrientes x (NC + 2) + Q + W

    Nv = 2(NC + 2) + 1 + 0

    Nv = 2NC + 5

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    E.A.P Ing. Qumica (35) U.N.J.F.S.C

    CALCULO DE NMEROS DE RELACIONES

    INDEPENDIENTES

    Relacin N Referencias

    1. Balance de Materia

    1.1 Balance General 1

    1.2 Balance por Componente NC-1

    2. Balance de Energa

    2.1 Balance Energa Trmica 1

    2.2 Balance Energa Mecnica

    3. Relaciones de Equilibrio

    3.1 Equilibrio Qumico 0 No hay reacciones reversibles

    3.2 Equilibrio Fsico 1

    4. Relaciones Explicitas

    4.1 Temperatura 0

    4.2 Presin 0

    4.3 Flujo 0

    4.4 Composicin

    5. Relaciones Implcitas

    5.1 Temperatura 0

    5.2 Presin 0

    5.3 Flujo 0

    5.4 Composicin

    NR = NC+2

    CALCULO DE GRADOS DE LIBERTAD

    Determinacin de los grados de libertad (ND)

    ND = Nv NR

    ND = 2NC + 5 - (NC+2)

    ND = NC+3

    87 FF

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    3. DIMENSIONAMIENTO DE LOS PRINCIPALES EQUIPOS DEL PROCESO

    3.1. ESPECIFICACION DE LOS PRINCIPALES EQUIPOS.

    Tanque de almacenamiento NaOH 5% (TK-101).

    Para los 10 Kg de semilla en cada lote se requieren 0.2 m3 de solucin acuosa de NaOH

    al 5% P/V, con lo cual a la semana sern 3 m3 de solucin, que es la capacidad del

    tanque vertical de fibra de vidrio (Turton, 1998).

    Tanque extractor (V-201). Para el proceso de extraccin de un lote de produccin de

    40.97 L de colorante se requieren 0.2 m3 de solucin acuosa de NaOH al 5%, para lo

    cual se disea un tanque de acero inoxidable de 800 mm de dimetro y 800 mm de

    altura, con un espesor de 67 mm, con su respectiva paleta y quemador para el

    calentamiento a 75 C.

    Tanque evaporador (V-301). Para concentrar hasta un 45%. la solucin coloreada ya

    filtrada. Bsicamente tiene los mismos parmetros que el tanque extractor. Slo se

    adiciona una conexin al vaco, por medio de la cual se disminuye el punto de

    ebullicin del agua, para facilitar la evaporacin sin degradar el colorante (McCabe,

    1999; Turton, 1998).

    Molino (CR-101). Para procesar la cantidad de semilla por lote 10 Kg, se requiere un

    molino elctrico de disco giratorio, que cumple fundamentalmente la funcin de

    aumentar el rea de contacto entre la semilla y la solucin de NaOH. Su capacidad es de

    10 Kg/min, con una potencia de motor de HP (Ulrich, 1984).

    Separadores. La solucin coloreada proveniente del tanque extractor se separa en dos

    fases una slida, y otra lquida que es la solucin coloreada. Debe poseer la capacidad

    de filtrar todo el contenido de un lote en menos de dos horas y materiales resistentes a

    los productos a ser separados.

    Separacin primaria. Se selecciona la separacin por percolacin, debido al sistema de

    proceso por lotes, a la poca concentracin de slidos en suspensin y a la posibilidad de

    limpiar el medio filtrante continua y fcilmente. El separador de acero inoxidable tiene

    una capacidad de 150 Kg de slidos en 100 L/hr de lquido, y una malla filtrante # 20,

    para obtener un lquido clarificado libre de partculas gruesas (McCabe, 1999; Ulrich,

    1984; Wakeman, 1999).

    Separacin secundaria. Posterior a la primaria, de la cual llega la solucin libre de

    partculas mayores de 600 mm, por lo cual se requiere un sistema de filtracin de mayor

    capacidad. As un filtro de arena es bastante adecuado debido a su alta capacidad y su

    moderado costo; debe retener partculas mayores a malla # 100 (147 mm) con lo cual la

    solucin coloreada queda bastante clarificada (Ulrich, 1984).

    Sistema de vaco. Este vaco tiene como funcin disminuir el punto de ebullicin de la

    solucin acuosa, en el tanque evaporador. Se selecciona una trompa de agua que

    produce un vaco cerca de 0.5 psia, que satisface las necesidades del sistema y permite

    la reutilizacin del agua. Su costo inicial y mantenimiento son menores al de una bomba

    de aceite.

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    3.2. CONCLUSIONES

    En conclusin es posible obtener colorante a partir de la semilla de la Palta, que

    es un tipo de antocianina, con una solucin diluida de hidrxido de sodio y una

    vez procesado este extracto se obtiene un polvo, soluble en agua y parcialmente

    soluble en alcohol etlico, que puede usarse para darle color a fibras naturales

    usando mordientes naturales como los taninos de la corteza de eucalipto.

    Tambin se puede adicionar a alimentos lcteos y de panadera para modificar

    su apariencia, una vez purificado por disolucin el etanol.

    En el presente trabajo, se trato de cumplir los objetivos que se plantearon

    anteriormente, aunque no completamente, en el transcurso de la realizacin se

    completar todos los objetivos planteados.

    3.3. RECOMENDACIONES:

    En la etapa de extraccin con la solucin de NaOH 5%, verificar y controlar la temperatura ya que esta se dispara y aumenta rpidamente.

    En el filtrado procurar de que cuando se traslade la mezcla de un depsito a otro no se pierda parte del producto pues este disminuye la eficiencia del

    mtodo utilizado.

    Los tiempos, temperaturas y las condiciones de la extraccin, evaporacin y secado deben ser cumplidos tal y como se indica en el

    mtodo y procedimiento ya que afectara la naturaleza y propiedades de la

    semilla de palta

    Cuando se retire los pellets de NaOH de su recipiente inicial tratar de que no estn tanto tiempo expuestos al ambiente ya que es un compuesto

    muy higroscpico y absorbe humedad del ambiente.

    Verificar que en la torta de filtrado no se pierda mucha masa inicial de la semilla molida. Este es un gran inconveniente (disminuye el rendimiento)

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    3.4. Referencias Consultadas:

    [2] Jorge Enrique Devia Pineda / Diego Fernando Saldarriaga Proceso Para Obtener Colorante A Partir De La Semilla Del Aguacate En Medelln-;

    Universidad Eafit, enero-marzo 2005, Medelln, Colombia

    [3] J. A. Olaeta, M. Schwartz., P. Undurraga y S. Contreras

    UTILIZACIN DE LA SEMILLA DE PALTA (Persea americana

    Mill.) CV. HASS COMO PRODUCTO AGROINDUSTRIAL

    - Facultad de Agronoma. Pontificia Universidad Catlica de

    Valparaso. San Francisco s/n La Palma Quillota. Chile. Correo

    electrnico: [email protected]

    [4] ULRICH GAE; Procesos de Ingeniera Qumica. Mc Graw H.

    Mxico 2001

    3.4.1. Referencias Electrnicas

    [1] http://www.x.com.pe/Descargas/TLC-USA%20JAVIER%20ROSAS%20ENERO2008.pdf

    [4] http://redalyc.uaemex.mx/redalyc/pdf/215/21513704.pdf

    [5] http://www.avocadosource.com/WAC4/WAC4_p123_files/image002.g

    if&imgrefurl=http://www.avocadosource.com/WAC4/WAC4_p123.ht

    m&h=257&w=378&sz=39&hl=es&start=1&um=1&tbnid=g_igGF73z

    XyxaM:&tbnh=83&tbnw=122&prev=/images%3Fq%3Dsemilla%2Bd

    e%2Baguacate%26um%3D1%26hl%3Des%26sa%3DG%26as_qdr%3

    Dall

    [6] http://scienti.colciencias.gov.co:8081/ciencia.war/search/EnProductoGr

    /xmlInfo.do;jsessionid=799C708DA44869F9F1C87EBEF62DC3D9?n

    ro_id_grupo=00000000002016&seq_producao=1&cod_rh_cv=000050

    6044&seq_producao_cv=25

    [7] http://www.agronet.gov.co/www/docs_agronet/200511411949_perfil_

    mercado19.pdf

    [8] http://www.proinversion.gob.pe/RepositorioAPS/0/0/jer/PUBLICACI

    ONES/documentoPs/aw_aguacate.pdf

    [9] http://www.inia.gob.pe/boletin/boletin0009/articulo%20ecologico.htm

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    [10] http://www.disebas.com/archivos/paltaPDF.pdf

    [11] http://www.sica.gov.ec/agronegocios/Biblioteca/Ing%20Rizzo/perfile

    s_productos/AGUACATE.pdf

    [12] http://www.prompex.gob.pe/Prompex/Documents/1a06fbad-3abe-

    45ce-87f9-d1cf402c05c9.pdf

    [13] http://www.regioncajamarca.gob.pe/descargas/deseco/COREMYPE_

    07_ADEX_Estudio_paltas_Technoserve_2005.pd

    [14] http://www.sierraexportadora.gob.pe/documentos/Sierra%20Exporta

    dora%202006-2007.pdf

    [15] http://www.grupoaulamedica.com/web/nutricion/pdf/062002/03_Los

    _flavonoides.pdf

    [16] http://farmacia.udea.edu.co/~ff/flavonoides2001.pdf

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    4. ANEXOS

    4.1. Monografa Descriptiva, Resumida del Proceso

    El proceso empieza con la preparacin de la semilla (lavado) y la molienda, que luego

    se pasa a la extraccin adicionando un solvente adecuado para la extraccin del

    colorante de la semilla de palta, es una solucin diluida de hidrxido de sodio.

    En la fase de extraccin, la semilla molida se pone en el tanque de extraccin, a una

    temperatura moderada (menor de 75 C), con una determinada relacin slido-solvente,

    y por un tiempo definido con agitacin.

    En el laboratorio, el extracto obtenido se filtra por medio de una tela elstica, haciendo

    un poco de presin, para obtener la solucin de color caf oscuro, libre de slido, y una

    torta residual.

    Finalmente, esta solucin se concentra en el evaporador y de este concentrado se saca

    una muestra que se seca totalmente en una estufa, a una temperatura inferior a 75 C,

    para obtener el porcentaje del producto extrado de la semilla, con base en la humedad

    original de sta. En la Figura 1 aparece el Diagrama de Bloques del Proceso de

    extraccin, cuyos parmetros se determinan con ayuda del Diseo de Experimentos.

    4.2. Fotografas e Imgenes de la Prctica y los Materiales

    Preparacin de la Materia Prima

    Rayado de la Semilla de Palta

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    Molienda de la Semilla.

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    Preparacin de la Solucin de NaOH y Adicin de Reactivo.

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    Solucin Coloreada Obtenida

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    PROYECTO DE INVESTIGACION

    TITULO:

    EEssttuuddiioo ddee PPrree-- FFaaccttiibbiilliiddaadd ppaarraa llaa

    IInnssttaallaacciinn ddee uunnaa PPllaannttaa PPiilloottoo ppaarraa llaa

    OObbtteenncciinn ddee CCoolloorraannttee aa ppaarrttiirr ddee llaa

    SSeemmiillllaa ddee PPaallttaa ppaarraa uussoo IInndduussttrriiaall..

  • Obtencin de Colorante a partir de la Semilla de Palta para uso Industrial

    E.A.P Ing. Qumica (46) U.N.J.F.S.C

    EEssttuuddiioo ddee PPrree-- FFaaccttiibbiilliiddaadd ppaarraa llaa IInnssttaallaacciinn ddee uunnaa PPllaannttaa PPiilloottoo

    ppaarraa llaa OObbtteenncciinn ddee CCoolloorraannttee aa ppaarrttiirr ddee llaa SSeemmiillllaa ddee PPaallttaa ppaarraa

    uussoo IInndduussttrriiaall..

    IINNTTRROODDUUCCCCIIOONN

    Debido a que la mayora de los colorantes sintticos son nocivos para la salud, se

    plantea como alternativa de solucin la obtencin de colorante natural a partir de

    la semilla de palta, adems, los colorantes naturales se pueden obtener de

    muchas plantas, ya sea de sus hojas, de sus frutos o tallos y races.

    Una de las frutas ms conocidas es la palta o aguacate, que es una fruta

    comestible con una semilla muy voluminosa. En la actualidad los consumidores

    de la palta desechan su semilla sin tener conocimiento que podra utilizarse en la

    obtencin de colorante.

    La palta peruana se distingue por su inmejorable calidad, por las modernas

    tecnologas que se emplean en su cultivo, as como por las extraordinarias

    caractersticas de su zona de cultivo en la costa peruana, un lugar idneo para la

    produccin de esta fruta. Todos estos factores han contribuido a que ao tras ao

    la palta peruana siga batiendo cifras de exportacin.

    El rendimiento de la palta peruana (9,2 TM/ha de media entre los aos 2003 a

    2005) es claramente superior a la media mundial (8,0 TM/ha), superando a la

    mayora de pases exportadores con los que compite en el mercado internacional

    como Chile (6,4 TM/ha), Espaa (8,0 TM/ha), Sudfrica (4,7 TM/ha), Francia

    (5,9 TM/ha) y los Estados Unidos.

    En este trabajo se hace el estudio para la instalacin de una planta de obtencin

    de colorante a partir de la semilla de palta.

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    5. ASPECTOS GENERALES.

    5.1. Nombre del proyecto:

    Estudio de Pre- Factibilidad para la Obtencin de Colorante a partir

    de la Semilla de Palta para uso Industrial.

    5.2. Naturaleza:

    Empresa de Produccin.

    5.3. Ubicacin tentativa:

    Regin: Lima

    Provincia: Callao

    Av. Nstor Gambeta altura Km. 8

    5.4. Unidad Ejecutiva:

    COLORPALT NATURA S.R.L

    5.5. Concepcin de la Idea:

    Abundancia de materia prima en la zona.

    Aprovechar la semilla de palta, para obtener colorante

    Introducir al mercado un nuevo tipo de colorante natural

    Mercado consumidor

    5.6. OBJETIVOS:

    Hacer el estudio para instalacin de una planta de obtencin de colorante a partir de la semilla de palta en la ciudad de Sayn, Regin Lima Per.

    Presentar un producto diferente como una alternativa ante las dems marcas ya existentes para el consumo a nivel nacional.

    Generar fuentes alternativas de empleo.

    Satisfacer la demanda del consumidor.

    6. INVESTIGACION DE MERCADO:

    6.1. Diseo de la Muestra

    La poblacin esta representada por 20 empresas que producen colorantes

    naturales en la regin Lima.

    6.2. Tamao de la muestra

    El tamao de la muestra se define como el nmero de encuestas que tcnicamente se

    considera necesaria para obtener informacin confiable de una poblacin para

    posteriormente inferir su comportamiento.

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    E.A.P Ing. Qumica (48) U.N.J.F.S.C

    Para determinar el tamao de la muestra para nuestro proyecto, se utiliz la siguiente

    frmula:

    Donde:

    n = Tamao de muestra

    Z = Valor de la probabilidad de la funcin normal para determinado

    nivel de confianza. , luego Z = 1.96

    P = Proporcin de consumidores que utilizan el servicio.

    Q = Proporcin de consumidores que no utilizan el servicio.

    E = Error muestral aceptado para el estudio.

    N = Poblacin total del mercado objetivo

    PREENCUESTA

    Fecha: 30 / 01 / 09

    1. Esta Ud. de acuerdo con el ingreso de un nuevo colorante natural a partir de la semilla de palta en el mercado de los colorantes?

    SI NO

    Rpta.: n de encuestados 10, de los cuales 6 respondieron SI y 4 NO.

    De los resultados obtenidos se llego a determinar el valor de p=0.60 y q=0.40

    Datos de:

    n =

    Z = 1.96

    P = 0.60

    Q = 0.40

    E = 5%

    N = 20

    Reemplazando valores se tiene el tamao de muestra

    Entonces:

    Por lo tanto el tamao de muestra (n) a tomar es 19

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    E.A.P Ing. Qumica (49) U.N.J.F.S.C

    6.3. Elaboracin del cuestionario.

    a. Esta Ud. de acuerdo con el ingreso de un nuevo colorante natural a partir de la semilla de palta en el mercado de los colorantes?

    Si No

    b. Cules son los beneficios al usar colorantes naturales en lugar de colorantes sintticos?

    No perjudican la salud ni el medio ambiente

    Perjudican la salud y el medio ambiente

    c. En qu estado fsico es recomendable envasar los colorantes naturales?

    Estado lquido Estado slido

    d. Qu sectores consumen en mayor cantidad los colorantes naturales a nivel nacional?

    Sector alimentario

    Sector industrial textil Otros sectores

    e. Qu destino tienen los colorantes naturales en el mercado extranjero?

    Unin Europea. EE.UU

    CONCLUSIONES DEL CUESTIONARIO:

    La mayora de las empresas encuestadas estuvo de acuerdo con el lanzamiento de un nuevo colorante en el mercado nacional y extranjero

    debido principalmente al aumento de la demanda.

    Los principales beneficios al usar los colorantes naturales se debe a que no son nocivos para la salud y el medio ambiente.

    La mayora recomend el estado fsico de los colorantes en polvo porque tiene mayor tiempo de conservacin.

    El sector textil y Alimentaria son los que usan en mayor cantidad los colorantes naturales.

    Los principales destinos de los colorantes naturales son la Unin Europea y los EE.UU.

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    CONCLUSION:

    Concluimos que nuestro producto tendr cogida en el mercado nacional y

    extranjero, en las industrias textiles, alimentaria y otros (cosmticos, medicina,

    ceras, tizas, crayones, etc.)

    7. ESTUDIO DE MERCADO.

    7.1. rea del Mercado: El colorante natural esta destinada a las empresas que tienen mercado para la

    venta de colorantes a nivel nacional como extranjero.

    7.2. Producto: Colorante Natural de la semilla de palta

    a. Definicin: El colorante es de origen vegetal (de la semilla palta), es una antocianina que se obtiene por la extraccin con una solucin de hidrxido

    al 5%.

    b. Usos:

    Industria textil: Dando color a las fibras.

    Industria alimentaria: Como aditivos a alimentos lcteos y en la panadera para modificar su apariencia.

    Y otros (cosmticos, medicina, ceras, tizas, crayones, etc.)

    c. Caractersticas:

    Presentacin de color caf.

    Es soluble en agua y parcialmente soluble en alcohol etlico.

    Por ser natural su degradacin es ms rpida.

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    No presenta efectos nocivos para la salud (comparado con los colorantes sintticos).

    Para un mejor rendimiento en la obtencin se adiciona hidrxido de sodio al 5% en peso.

    7.3. Estudio de Materia Prima

    7.3.1. Produccin:

    AO PRODUCCION (TM)

    2004 107411.54

    2005 103363.98

    2006 109917.28

    2007 116000.00

    7.3.2. Rendimiento:

    El rendimiento actual de la palta es de aproximadamente 3-10 TM/Ha

    7.3.3. Precios: Precio en chacras:

    S/. 2.50/Kg.

    Precio en mercados:

    Palta Fuerte: S/. 5.00/Kg.

    Palta Criolla: S/. 3.00/Kg.

    7.3.4. Proyectos:

    Las proyecciones que hace Sierra Exportadora para este ao 2009 son las

    siguientes:

    Incrementar la productividad de la palta de 0.3 TM/Ha a 10 TM/Ha.

    Incrementar la calidad exportable del 10% al 50%.

    Establecimiento de 1250 Ha de nuevas plantaciones.

    Consolidar la industrializacin de la palta mediante la produccin de aceite de palta y/o pasta de palta y realizar las primeras exportaciones

    al mercado japons.

    7.4. Demanda-Consumo-Ventas:

    7.4.1. Series Estadsticas

    AO DEMANDA(TM) 2005 4046.6

    2006 5301.0

    2007 6944.3

    2008 9097.0 Fuente del MINAG

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    7.4.2. Proyeccin

    La tasa de crecimiento de la demanda es de 31% aproximadamente.

    AO DEMANDA

    2009 11917.1

    2010 15611.4

    2011 20451

    7.5. Oferta

    7.5.1. Estadsticas de Produccin

    AO OFERTA

    2005 2205

    2006 2646

    2007 3175

    2008 3810 Fuente del MINAG

    7.5.2. Proyeccin

    La tasa de crecimiento de la produccin es del 20% aproximadamente.

    AO OFERTA

    2009 4572

    2010 5487

    2011 6584.4

    7.6. Balance: DP-OP

    AO DP OP DIF

    2009 11917.1 4572 7345.1

    2010 15611.4 5487 10124.4

    2011 20451 6584.4 13866.6

    7.7. Precios

    Los precios de competencia son:

    Colorante paprika $ 35.00 / Kg.

    Colorante de paprika $ 29.00 / Kg.

    Colorante de paprika $ 28.00 / Kg.

    El promedio de los precios es: $ 30.00/Kg.

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    7.8. Marketing

    Publicidad va internet.

    Transporte va mvil (camionetas, etc.)

    Presentacin: Envases de polietileno de 1Kg.

    8. ESTUDIO TECNICO

    8.1. Tamao de planta 8.1.1. Factores

    8.1.1.1. Disponibilidad de materia prima El siguiente cuadro nos muestra una estimacin de la cantidad de palta producida en

    algunos departamentos de nuestro pas para la exportacin. Esto nos garantiza que hay

    cantidad suficiente de palta para nuestro proceso extractivo de colorante de palta.

    Proyeccin de volmenes de exportacin de palta en las diferentes regiones

    Regin Provincia Distritos Zonas 2006 2007 Proy. 2008

    Lima Huaura Sayn

    Sayn, Huaura,

    Oyn, Aynaca

    Vilcahuaura, Peico,

    Mallay

    264,416.16 635,671.22 800,000

    Lima Huaral Aucallama Aucallama, Palpa,

    Huayn, Sta. Rosa 199,981.24 112,502.23 150,000

    Ancash Bolognesi Chasquitambo

    Chasquitambo,

    Palillo, Huasquish,

    Colquioc, Julquillas,

    Esperanza

    142,184.67 115,882.61 200,000

    Ancash Yungay/ Huaylas

    Quillo

    Quillo, Yautn,

    Moro, Huanchuy, Buena Vista Alta.

    728,912.91 991,988.90 1,200,000

    La Libertad Snchez Carrin

    Huamachuco Satibamba, Vir, Chao, Huamachuco

    50,149.32 223,242.46 450,000

    Cajamarca Cajabamba Cachachi

    Cachachi, Condebamba, Jorge

    Chvez, Oxsamarca,

    San Vicente Pusac,

    Huasmn y Utco

    0 51,250.20 100,000

    Moquegua

    Gral.

    Snchez

    Cerro

    Omate Omate,Moquegua,

    Samagua,Torata. 0 22,350.50 0,040

    Ica Ica Los Molinos

    Los Molinos, Alto y

    Bajo Larn, Canyar,

    Chincha, Ica, Caete.

    374,608.23 737,124.20 1,500,000

    Ayacucho Huanta Luricocha Huanta, Luricocha 77,379.03 88,038.86 200,000

    Arequipa Caravel Quicacha Quicacha, Chaparra,

    Tiruque, Molino 152,612.40 184,674.60 500,000

    1,990,243.96 3,162,725.78 5,500,000

    FUENTE: Sierra Exportadora

    Como insumos a utilizar tenemos principalmente el NaOH que lo podemos adquirir en

    la empresa QUIMPAC.

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    8.2. Localizacin

    8.2.1. Factores Localizacionales A continuacin se mencionan algunos de los factores que intervienen para la

    localizacin del local.

    Mercado. Servicios. Mano de obra.

    a) Coeficiente de Ponderacin.

    FACTORES

    LOCALIZACIONALES

    COEFICIENTE DE

    PONDERACIN

    Mercado 0.5

    Servicios(Agua, Luz, Telfono) 0.3

    Mano de obra 0.2

    TOTAL 1.00

    b) Escala de Calificacin.

    TIPO CALIFICACIN

    Malo 0

    Regular 1

    Bueno 2

    Muy Bueno 3

    c) Analizamos Alternativas. Estamos considerando tres posibles lugares en donde podramos ubicar

    nuestro negocio fsicamente, entre ellos tenemos a:

    Sayn (A).

    Lima (B).

    Huacho (C).

    8.2.2. Macro localizacin

    FACTOR PONDERACI

    N

    CALIFICACIN DE

    PONDERACIN

    CALIFICACIN DE

    PONDERADO

    A B C A B C

    Mercados 0.5 0 3 1 0 1.5 0.5

    Servicios 0.3 1 3 2 0.3 0.9 0.3

    Mano de obra 0.2 2 2 2 0.6 0.6 0.6

    1.00 0.9 3.0 1.4

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    Como resultado de la del estudio de macro localizacin, hemos visto por

    conveniente instalar la planta para la obtencin de colorante en la provincia Lima,

    debido a que se encuentran mayores ventajas en este lugar.

    8.2.3. Micro localizacin

    Para la localizacin de hemos tomado en cuenta varios aspectos, como la

    proximidad al lugar de produccin de la materia prima, lugares de

    comercializacin del producto, etc. Por tanto se escogi como lugar

    apropiado para instalacin de la planta a la provincia Lima metropolitana.

    8.3. Ingeniera

    8.3.1. Descripcin del Producto:

    El producto obtenido como resultado del proceso extractivo es el colorante de

    palta, que es una antocianina de color caf oscuro en polvo. A continuacin se

    explica en forma resumida todo el proceso para la obtencin del colorante de

    palta:

    El solvente ms adecuado para la extraccin del colorante de la semilla de palta

    es una solucin diluida de hidrxido de sodio.

    Con base en los resultados de estos ensayos se han disea un mtodo de

    extraccin que consiste en lavar las semillas para removerles residuos de la

    pulpa y la suciedad, para luego pasarlas por un molino de discos y as obtener un

    producto de consistencia pastosa, al cual se le determina la humedad promedio

    de 18%.

    En la fase de extraccin, la semilla molida se pone en el tanque de extraccin, a

    una temperatura moderada (menor de 75 C), con una determinada relacin

    slido-solvente, y por un tiempo definido con agitacin.

    En el laboratorio, el extracto obtenido se filtra por medio de una tela elstica,

    haciendo un poco de presin, para obtener la solucin de color caf oscuro, libre

    de slido, y una torta residual.

    Finalmente, esta solucin se concentra en el evaporador y de este concentrado se

    saca una muestra que se seca totalmente en una estufa, a una temperatura

    inferior a 75 C, para obtener el porcentaje del producto extrado de la semilla,

    con base en la humedad original de sta. En la Figura 1 aparece el Diagrama de

    Bloques del Proceso de extraccin, cuyos parmetros se determinan con ayuda

    del Diseo de Experimentos.

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    8.3.2. Necesidades de equipos:

    Como criterio de diseo para el proceso se establecen 3 lotes de produccin por da cada

    uno con 10 Kg de semilla que, de acuerdo con los parmetros seleccionados, se estima

    un rendimiento de 47.22%, para producir 10.97 L de solucin del colorante al 45% por

    lote, o 32.93 Litros por da, que trabajando durante 360 das al ao producen 11880 L

    /ao de solucin del colorante. Con base en estos parmetros se calculan los diferentes

    equipos necesarios para el proceso.

    Caractersticas Cantidad

    Tanque de

    almacenamiento NaOH

    5%.

    Para los 10 Kg de semilla en cada lote se

    requieren 0.2 m3 de solucin acuosa de

    NaOH al 5% P/V, con lo cual a la semana

    sern 3 m3 de solucin, que es la capacidad

    del tanque vertical de fibra de vidrio.

    1

    Tanque extractor. Para el proceso de extraccin de un lote de

    produccin de 10.97 L de colorante se

    requieren 0.2 m3 de solucin acuosa de

    NaOH al 5%, para lo cual se disea un

    tanque de acero inoxidable de 800 mm de

    dimetro y 800 mm de altura, con un espesor

    de 67 mm, con su respectiva paleta y

    quemador para el calentamiento a 75 C.

    1

    Tanque evaporador. Para concentrar hasta un 45%. la solucin

    coloreada ya filtrada. Bsicamente tiene los

    mismos parmetros que el tanque extractor.

    Slo se adiciona una conexin al vaco, por

    medio de la cual se disminuye el punto de

    1

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    ebullicin del agua, para facilitar la

    evaporacin sin degradar el colorante.

    Molino. Para procesar la cantidad de semilla por lote

    10 Kg, se requiere un molino elctrico de

    disco giratorio, que cumple

    fundamentalmente la funcin de aumentar el

    rea de contacto entre la semilla y la

    solucin de NaOH. Su capacidad es de 10

    Kg/min, con una potencia de motor de HP.

    1

    Separadores La solucin coloreada proveniente del

    tanque extractor se separa en dos fases una

    slida, y otra lquida que es la solucin

    coloreada. Debe poseer la capacidad de

    filtrar todo el contenido de un lote en menos

    de dos horas y materiales resistentes a los

    productos a ser separados.

    2

    8.3.3. Requerimientos de materia prima e insumos.

    Materia prima

    La cantidad de semilla de palta a utilizar ser de 30 Kg/da, al da se

    procesaran tres lotes y cada lote contiene 10 Kg. de semilla de palta.

    Insumos

    Se utilizara 0.6m3/ da, ya que por cada lote se necesita de 0.2 m

    3.

    8.3.4. Necesidades de mano de obra operativa

    Para la operacin de la planta se necesita:

    Un jefe de planta.

    3 ingenieros para que se encarguen del control de la planta, habr un ingeniero por turno.

    Persona encargada de la recepcin de la semilla de palta.

    Dos personas para el envasado del producto.

    8.3.5. Necesidades de Servicio

    Los suministros que se utilizaran para la obtencin del colorante de palta

    en la planta son los siguientes:

    Agua: Se necesita agua para el lavado de las semillas y para uso personal.

    Electricidad: Para el uso de todos los equipos a usar en la extraccin del colorante de palta.

    Transporte: Movilidad para la recepcin de las semillas y para el transporte del producto.

    Telfono.

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    8.3.6. Suministros.

    Combustible

    Semilla de palta.

    Solvente (NaOH al 5% P/V).

    8.3.7. Control de Calidad

    Se toman muestras a analizar por cada lote de produccin, haciendo los anlisis para humedad y concentracin.

    8.3.8. rea de planta.

    La planta tiene un rea de 80 m2.

    8.3.9. Distribucin de planta

    AREA DE PRODUCCION

    (40m2)

    ALMACEN

    (20m2)

    LABORATORIO

    (10m2)

    ADMINISTRA

    CION

    (10m2)

    8.3.10. Plan de implementacin.

    ACTIVIDAD TIEMPO MESES:

    1 2 3 4 5 6 7 8 9

    Desarrollo del proyecto X X

    Constitucin de empresa X X

    Prstamo X X X X X X

    Comprar terr