proyecto colorante palta

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



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



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



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 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.



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



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.



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.



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).



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.



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



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)



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.



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



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:




pH de la solucin coloreada = 11.6

Despus del Filtrado:




Masa de la torta = 14.73 g



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



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,



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]



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



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.



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



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)



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



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

(Elaborada en Ms Office Visio 2007)



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

(Elaborada en ChemCAD)



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

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


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



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.



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.



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



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.


H-201

3

5

4

T3

P3

F3

C3

T5

P5

F5

C5

T4

P4

F4

C4


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 (*)


colorante(torta)

Suspensin libre de slidos(*)

Comp. del flujo

i = 1,2,3..

Suspensin coloreada (*)


colorante(torta) (*)

Suspensin libre de slidos

Q : No Intervine transferencia de calor.

W : No Se realiza trabajo





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.



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

Nv = 3NC + 7


INDEPENDIENTES






2.1 Balance Energa Trmica 0

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


3.1 Equilibrio Qumico 0



4.1 Temperatura 1 T3 = 75C

4.2 Presin 0

4.3 Flujo 1

4.4 Composicin


5.1 Temperatura 1

5.2 Presin 0

5.3 Flujo 1

5.4 Composicin

NR = NC+5



345 FFF334455 FyFyFy iii



ND = Nv NR

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

ND = 2NC + 2

2.12.1.3. Anlisis Tcnico del Secador


B-301

7 8T

7

P7

F7

C7

T8

P8

F8

C8


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



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.



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

Nv = 2NC + 5




INDEPENDIENTES






2.1 Balance Energa Trmica 1

2.2 Balance Energa Mecnica


3.1 Equilibrio Qumico 0 No hay reacciones reversibles



4.1 Temperatura 0

4.2 Presin 0

4.3 Flujo 0

4.4 Composicin


5.1 Temperatura 0

5.2 Presin 0

5.3 Flujo 0

5.4 Composicin

NR = NC+2



ND = Nv NR

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

ND = NC+3

87 FF



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.



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)



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



[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



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



Molienda de la Semilla.



Preparacin de la Solucin de NaOH y Adicin de Reactivo.



Solucin Coloreada Obtenida



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..



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.



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.



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



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.



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.



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



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.



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.



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



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.



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



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.



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

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