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UNIVERSIDAD JOSÉ ANTONIO PÁEZ
Autor: Martin Garcés
CI. 7.559.199
Urb. Yuma III, calle Nº 3. Municipio San Diego
Teléfono: (0241) 8714240 (master) – Fax: (0241) 8712394
PLAN DE MEJORAS DEL PROCESO DE TRATAMIENTO DE LODOS RESIDUALES
EN LA PLANTA DE PRODUCCIÓN DE GLICERINA DE ALIMENTOS POLAR
PLANTA VALENCIA LIMPIEZA
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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD JOSÉ ANTONIO PÁEZ
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
PLAN DE MEJORAS DEL PROCESO DE TRATAMIENTO DE LODOS
RESIDUALES EN LA PLANTA DE PRODUCCIÓN DE GLICERINA DE ALIMENTOS POLAR PLANTA VALENCIA LIMPIEZA
Trabajo de grado presentado como requisito para optar al título de
INGENIERO INDUSTRIAL
Autor: Martin Garcés
CI. 7.559.199
Tutor: Ing. José Pérez
San Diego, septiembre de 2014
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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD JOSÉ ANTONIO PÁEZ
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
ACEPTACIÓN DEL TUTOR
Quién suscribe, Ingeniero José Pérez , portador de la cédula de identidad N°
12.108.225, en mi carácter de tutor del trabajo de grado presentado por el
ciudadanoGarcés Martin, portador de la cédula de identidad N° 7.559.199, titulado:
PLAN DE MEJORAS DEL PROCESO DE TRATAMIENTO DE LODOS
RESIDUALES EN LA PLANTA DE PRODUCCIÓN DE GLICERINA DE
ALIMENTOS POLAR PLANTA VALENCIA LIMPIEZA , presentado como
requisito parcial para optar al título de Ingeniero Industrial, considero que dicho
trabajo reúne los requisitos y méritos suficientes para ser sometido a la presentación
pública y evaluación por parte del jurado examinador que se designe.
En San Diego, a los 29 días del mes de septiembre del año 2014
___________________________
Ing. José Pérez. C.I.: 12.108.225
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DEDICATORIA
A Dios todo poderoso por ser mi guía y permitirme estar al lado de mis seres
queridos y por estar siempre a mi lado guiándome protegiéndome e iluminándome el
camino a seguir.
A mi madre Julia Garcés, que es la fuente de mi vida.
A Iris González, por estar siempre allí en las buenas y en las malas.
A mi hija Génesis Garcés, la bendición más grande que me ha dado Dios.
A Mariu, Yami, Melissa y Miranda
A mis hermanos Luis, Miguel, Beatriz, Félix
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AGRADECIMIENTO
Agradezco a Dios por darme la sabiduría, la paciencia y las ganas de siempre
seguir adelante, a pesar de las dificultades. En tus manos pongo mi carrera
profesional y todo el resto del camino que queda por recorrer.
A la UJAP por haberme formado como profesional en tal prestigiosa casa de
estudio.
A APC Planta Valencia Limpieza por permitirme desarrollarme como
profesional y por todo el apoyo y colaboración prestado durante toda mi carrera y
para la realización de mi trabajo de grado. A mis compañeros de trabajo, por sus
apreciados consejos, por su colaboración y ayuda durante la carrera.
A mi tutor académico Ing. José Pérez por su colaboración y apoyo.
A los profesores que conocí en cada semestre, gracias por los conocimientos
impartidos, Angélica Jaramillo, Lina Ponce, Rafael Rachadell, Manuel Cuadrado, y
todos aquellos que se encargaron de mi formación.
A mis queridos amigos que estuvieron compartiendo conmigo cada semestre,
Karen, Aliskar, Lepsio, Saúl, Javier, Francisco,Monica, Enrrique, Pedro,Jorjana, Mari
Olga, Carol Trujillo y todos aquellos que han servido de apoyo a lo largo de mi
carrera, gracias se les quiere.
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ÍNDICE GENERAL CONTENIDO Pp DEDICATORIA…………………………………………………………………... v AGRADECIMIENTOS………………………………………………………………. vi ÍNDICE DE TABLAS………………………………………………………………… x ÍNDICE DE FIGURAS……………………………………………………………….. xi ÍNDICE DE GRÁFICOS.…………………………………………………………….. xii RESUMEN…………………………………………………………………………….. xiii INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………….. 14 CAPÍTULO I EL PROBLEMA ……………………………………………………………… 16 1.1 Planteamiento del Problema……………………………………………… 16 1.2 Formulación del Problema……………………………………………….. 18 1.3 Objetivos de la Investigación……………………………………………... 18 1.3.1 General………………………………………………………………... 18 1.3.2 Específicos……………………………………………………………. 18 1.4 Justificación……………………………………………………………..... 19 1.5 Limitaciones………………………………………………………………. 19 1.6. Alcance y Delimitación del Problema…………………………………… 19 II MARCO TEÓ RICO……………………………………………………... 21 2.1 Antecedentes de la Investigación……………………………………… 21 2.2 Bases Teóricas…………………………………………………………. 25 2.2.1 Ácidos Grasos Saturados………………………………………….. 25 2.2.2 Ácidos Grasos Insaturados………………………………………… 25 2.2.3 Aceites, Grasas y Ceras……………………………………………. 26 2.2.4 Saponificación y Neutralización de Grasas……………………….. 27 2.2.4.1 Saponificación………………………………………..…………… 27 2.2.4.2 Neutralización…………………………………………………….. 29 2.2.5 Elaboración de Glicerina………………………………………… 29 2.2.5.1 Etapa de Tratamiento………………………………………… 30 2.2.5.2 Etapa de Evaporación………………………………………... 32 2.2.5.3 Etapa de Destilación…………………………………………. 34 2.2.5.4 Etapa de Acabado……………………………………………. 36 2.2.6 Glicerina…………………………………………………………. 39 2.2.6.1 Uso y Aplicación de la Glicerina…………………………….. 39
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2.2.7 Mejora Continua…………………………………………………. 41 2.2.8 Diagrama de Pareto………………………………………………... 42 2.2.9 Lean Manufacturing………………………………………………….. 43 III MARCO METODOLÓ GICO………………………………………… 51 3.1 Nivel de la investigación……………………………………………. 51 3.2 Diseño de la Investigación…………………………………………... 51 3.3 Tipo de Investigación……………………………………………….. 52 3.3.1 Estudio Documental……………………………………………... 52 3.3.2 Estudio Explicativo……………………………………………… 53 3.3.3 Estudio Descriptivo……………………………………………... 53 3.3.4 Estudio de Campo de Tipo Diagnostico………………………… 54 3.4 Población y Muestra………………………………………………… 54 3.5 Técnicas de Recolección de Datos………………………………….. 55 3.6 Fases Metodológicas………………………………………………… 56 IV RESULTADOS…………………………………………………………. 59 4.1 Análisis e Interpretación de Resultados……………………………… 59 4.2 Fase I: Diagnosticar la situación en el área de tratamiento de aguas glicerinosas mediante herramienta de observación directa, revisión documental entre otros………………………………………….. 59 4.2.1 Descripción del Proceso…………………………………………. 59 4.2.2 Tormenta de Ideas……………………………………………….. 68 4.2 3 Entrevista no estructurada o informal……………………………. 70 4.3 Fase II: Analizar las causas que originan la acumulación de lodos residuales en la Planta de Producción de Glicerina……………………… 70 4.3.1 Diagrama de causa y efecto……………………………………… 70 4.3.2 Diagrama de Pareto con tormenta de idea……………………….. 75 4.4 Fase III: Elaborar el plan de mejoras que permitiría disminuir y controlar la generación de lodos residuales de la etapa de tratamiento en la Planta de producción de Glicerina…………………………………. 77 4.4.1 Descripción de la propuesta……………………………………... 77 4.4.2 Análisis de la propuesta de disminución de lodos de glicerina…. 77 4.4.3 Descripción de la propuesta manejo y control de lodos………… 84 4.4.4Análisis de la propuesta de control y manejo de lodos de glicerina. 84 4.5 Fase IV: Realizar un análisis costo-beneficio de las estrategias Propuesta………………………………………………………………….. 88 4.5.1Factibilidad Operativa.….………………………………………… 88 4.5.2Factibilidad Material……………………………………………… 88
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4.5.2 Beneficios………………………………………………………… 89 V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ………………………… 91 5.1 Conclusiones……………………………………………………….. 91 5.2 Recomendaciones…………………………………………………... 93 REFERENCIA BIBLIOGRÁ FICA …………………..………………… 94 ANEXOS………………………………………………………………….. 96
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LISTADO DE TABLAS
CONTENIDO Pp TABLA 1 Ácidos grasos saturados más comunes………………………………………. 25 2 Ácidos grasos insaturados más comunes…………………………………….. 26 3 Resultados de la caracterización de los lodos………………………………... 68 4 Porcentaje de tormenta de ideas……………………………………………... 76 5 Resultados de la adición de ácidos grasos…………………………………… 79 6 Resultados pre y post-tratamiento para glicerol y opacidad…………………. 81 7 Estimación del ahorro de ácido clorhídrico………………………………….. 82 8 Resumen de resultados para el pre-tratamiento de AG……………………… 83 9 Tratamiento físico-químico………………………………………………….. 85 10 Análisis de los lodos de glicerina en la PTAR……………………………... 85 11 Solidos disueltos totales…………………………………………………….. 87 12 Demanda química de oxigeno……………………………………………… 87 13 Recurso material……………………………………………………………. 89
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LISTADO DE FIGURAS
CONTENIDOS pp FIGURAS 1 Reacción general de saponificación…………………………………………… 28 2 Etapa 1 del mecanismo del agua al carbonilo…………………………………. 28 3 Etapa 2 del mecanismo de reacción de saponificación………………………... 28 4 Etapa 3 del mecanismo de reacción de saponificación……………………….. 29 5 Reacción general de neutralización……………………………………………. 29 6 Diagrama de bloque del proceso de glicerina…………………………………. 38 7 Diagrama de Pareto……………………………………………………………. 43 8 Coagulación de coloides………………………………………………………. 60 9 Floculación de coloides………………………………………………………... 61 10 Efecto de polímeros iónicos sobre las aguas…………………………………. 62 11 Filtro prensa de cámaras y armazones……………………………………….. 63 12 Etapa de alimentación al filtro prensa………………………………………... 64 13 Alimentación a las cámaras del filtro prensa………………………………… 64 14 Etapa 1 de distribución……………………………………………………….. 65 15 Etapa 2 de distribución……………………………………………………….. 65 16 Etapa 3 de distribución……………………………………………………….. 66 17 Etapa de progresión del ciclo de filtración…………………………………… 66 18 Etapa final del ciclo de filtración…………………………………………….. 67 19Tormenta de ideas……………………………………………………………. 69 20 Diagrama causa y efecto tratamiento de aguas glicerinosas…………………. 71 21 Diagrama causa y efecto tratamiento de aguas glicerinosas final……………. 74 22 Diagrama causa y efecto manejo lodos de glicerina…………………………. 74
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LISTADO DE GRÁFICOS
CONTENIDOS Pp GRÁFICOS 1 Diagrama de Pareto disminución de lodos…………………………………….. 77 2 % NaOH vs Masa AG/Aguas glicerinosas……………………………………. 79 3 Cambio en el pH para la adición de ácidos grasos……………………………. 80 4 Curva de neutralización agua glicerinosa……………………………………... 83 5 Análisis de los lodos de glicerina en la PTAR………………………………… 86 6 Sólidos disueltos totales……………………………………………………….. 87 7 Demanda química de oxigeno…………………………………………………. 88
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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD JOSÉ ANTONIO PÁEZ
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
PLAN DE MEJORAS DEL PROCESO DE TRATAMIENTO DE LODOS RESIDUALES EN LA PLANTA DE PRODUCCIÓN DE GLICERINA DE
ALIMENTOS POLAR PLANTA VALENCIA LIMPIEZA
Autor: Martin Garcés Tutor: Ing. José Pérez. Fecha: Abril 2014
RESUMEN INFORMATIVO
Alimentos Polar C.A, Planta Limpieza Valencia, se dedica a la producción de jabones, lavaplatos, detergentes y glicerina USP en diversas presentaciones. La planta de producción de glicerina utiliza las aguas glicerinosas provenientes de la planta de saponificación para extraer el glicerol contenido en las mismas a través de un procesos que consta de varias etapas. Durante la etapa de tratamiento, se generan tortas de lodos residuales en los filtros prensa, las cuales mantienen un porcentaje de humedad alto que no permite su disposición en vertederos; representando un factor de riesgo para la continuidad operativa de la planta. El trabajo a desarrollar consistirá en la elaboración de propuestas que permitirán adecuar dichos lodos residuales y disminuir su generación; para darle disposición final en la planta de tratamiento de aguas residuales, para ello se proponen la evaluación de mezclas de estos lodos con los efluentes generados en planta. Se evaluaran las concentraciones en la mezcla de 0.5, 1, 1.5 y 2 %, para determinar cuál es la que no genera cambio en la calidad de agua tanto en la entrada como a la salida de la PTAR, mediante análisis se determinará que dicha agua no varié su calidad a la salida.
Descriptores: Producción, aguas glicerinosas, tratamientos, tortas de lodos,
disminución y disposición.
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INTRODUCCIÓN
En la actualidad, las empresas se ven en la necesidad de crear una
metodología o plan para alcanzar un propósito establecido, ya sea el diseño de un
nuevo producto, lograr una meta de producción; o cumplir con las exigencias del
consumidor; lo que le va a permitir darse a conocer por su cumplimiento y gestión en
los planes propuestos. El Lean Manufacturing es una herramienta de mejora continua
que permite a las empresas dar un cambio positivo a sus procesos, ya que, es una
filosofía que permite lograr la reducción sustancial de los desperdicios que no
agregan valor al cliente, introducir esta metodología a cada uno de los procesos de la
organización promueve la creación de valor a dichos procesos productivos; alinea las
acciones productivas de acuerdo con una secuencia lógica y óptima; lleva a cabo las
actividades productivas de manera ininterrumpida; buscando la mejora continua de
todo el proceso.
La presente investigación está basada en la aplicación de dicha metodología
que permite identificar y reducir los lodos residuales generados en la producción de
glicerina en la empresa Alimentos polar. Para elaboración de este trabajo y la
consecución del objetivo general de la investigación, este se estructuró en cuatro
capítulos, tal como se describen a continuación:
En el capítulo I describe el Planteamiento del Problema, las interrogantes de
los investigadores, las cuales han sido convertidas en acciones investigativas, de
donde se desprende el objetivo general y los objetivos específicos y finaliza con la
exposición de la justificación.
Así mismo el capítulo II donde se desarrolla el marco teórico, donde se
describen todos los hallazgos documentales y bibliográficos que guardan relación
directa con la temática; es así como se presentan los antecedentes de la investigación
y las bases teóricas, estas últimas permiten el entendimiento teórico, de todo lo
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relacionado con el control interno y proporciono los datos necesarios para la
elaboración de la propuesta.
relacionado con el control interno y proporciono los datos necesarios para la
elaboración de la propuesta.
Seguidamente el capítulo III El cual hace referencia al marco metodológico,
donde se define el tipo de investigación, la población, la muestra, las técnicas e
instrumentos de recolección de datos y las técnicas de análisis de datos.
Y finalmente el capítulo IV Es donde se describen los resultados obtenidos,
para el desarrollo de la investigación.
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CAPÍTULO I
EL PROBLEMA
1.1. Planteamiento y Formulación
Desde el punto de vista de crecimiento industrial y mejora de calidad laboral, las
organizaciones deben mantener competitividad dentro del mercado, lo que las hace
ser las mejores frente a sus clientes, ganándose su confianza; pero todo esto, conlleva
a una responsabilidad que debe ser estudiada y medida a cada momento por parte del
sector comercial de la empresa, de manera que se mantenga estable, en pro a la
evolución; ya que de no ser así, la permanencia de la entidad podría verse incrustada
en un ambiente oscuro y bajo en rendimiento.
Por otro lado, las grandes organizaciones manufactureras de servicios y de
producción, requieren de políticas que le permitan ahorrar tiempo y materia prima
para así obtener mayor productividad, optando por mejor calidad de procesos,
satisfaciendo de manera cuantiosa las entregas a cada uno de sus clientes. Por
consiguiente, el establecimiento de políticas de producción rentable y sostenible
desde el punto de vista económico, busca la solución a la regulación de posibles fallas
encontradas en actividades laborales, pudiendo así lograr contar con jornadas de
trabajo próspero que califique las expectativas organizacionales; manteniendo a los
trabajadores en armonía operativa.
Empresas Polar, es un grupo de empresas que se caracterizan por la identificación y
captura de sinergias en aquellos procesos que generen diferenciación y en aquellos
que no la generen. Así, como estrategia principal, se enfocan en capturar todas las
uniones posibles, que maximicen el valor de la compañía, en negocios totalmente
enfocados en ámbito y diferenciación, potenciando una imagen de marca corporativa
fuertemente asociada con los valores de la organización, de tal manera que logran el
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éxito generando valores, por medio de la captura de sinergias, la consolidación de la
imagen y de su reputación corporativa.
La empresa ALIMENTOS POLAR C.A forma parte del grupo de Empresas Polar,
ésta fue la segunda empresa perteneciente al grupo Polar, la cual, hoy en día, dispone
de 16 plantas ubicadas en puntos estratégicos por todo el país, además de contar con
una planta en Colombia (Facatativá).
Alimentos Polar C.A, Planta Limpieza Valencia, se dedica a la producción de
jabones, lavaplatos, detergentes y glicerina USP en diversas presentaciones, para lo
cual cuenta con dos Gerencias de Producción que se encargan de velar por la
elaboración y envasado de productos satisfaciendo los planes de producción
establecidos en correspondencia con las necesidades del mercado actual.
La planta de producción de glicerina utiliza las aguas glicerinosas provenientes de
la planta de saponificación para extraer el glicerol contenido en las mismas. Estas
aguas glicerinosas, son la materia prima para la producción de glicerina y contienen
principalmente glicerol, cloruro de sodio, y agua con pequeñas cantidades de soda
cáustica, sulfato de sodio, carbonato de sodio, jabón y ácidos grasos, así como
también una parte de materia albuminosa. Una vez en la planta de glicerina, las aguas
glicerinosas pasan a la etapa de tratamiento, en la cual son tratadas con ácido
clorhídrico y sulfato de aluminio generando flóculos que luego son separados por
filtración a presión con un filtro prensa.
El residuo sólido contenido en el interior de las cámaras del filtro es luego soplado
con aire comprimido para disminuir su humedad, sin embargo, este mantiene un
porcentaje alto de la misma que no permite su disposición en vertederos de sólidos y
por tanto se convierte en un riesgo para la continuidad operativa de la planta; ya que
representa un residuo no descargable al ambiente, sin embargo es clasificado como un
material no peligroso. Este producto es controlado por las autoridades ambientales.
La no disposición final de estos lodos ocasionaría paradas en planta por no disponer
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un almacén para su ubicación, más allá de un mes. Esta disposición final se debe
realizar con un tercero, el mismo debe constar con toda la permisologia exigidas por
las autoridades ambientales y su disposición debe hacerse en los vertederos
municipales, estos servicios acarrean gastos que van por el orden de 78000 BsF, al
mes.
Las paradas de un mes ocasionarían pérdidas a nivel de producción ya que se
dejaría de producir 180 toneladas de glicerina lo que equivale dos mil quinientos
veinte mil sin céntimos Bolívares (2.520.000 Bs) en pérdidas.
Como consecuencia la parada de la producción de jabones y lavaplatos para la
cual se requiere glicerina en vista de que para ello se requiere glicerina.
1.2 Formulación del Problema
¿Cómo se podría reducir y tratar el lodo, generado por el proceso de tratamiento
de aguas glicerinosas de la planta de producción de glicerina de la empresa Alimentos
Polar Planta Limpieza, utilizando técnicas y herramientas de ingeniería industrial?
1.3. Objetivos de la Investigación
1.3.1. Objetivo General
Desarrollar un plan de mejora del proceso de tratamiento de lodos residuales en la
planta de Producción de Glicerina de Alimentos Polar planta valencia limpieza
1.3.2. Objetivos Específicos
• Diagnosticar la situación en el área de tratamiento de aguas glicerinosas mediante herramientas de observación directa, revisión documental entre otros.
• Analizar las causas que originan la acumulación de lodos residuales en la Planta de Producción de Glicerina.
• Elaborar el plan de mejoras que permitirá disminuir y controlar la generación de lodos residuales de la etapa de tratamiento en la Planta de Producción de Glicerina.
• Realizar un análisis costo-beneficio de las estrategias propuestas
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1.4. Justificación del Estudio
Durante la etapa de tratamiento, se generan tortas de lodos residuales en los filtros
prensa, las cuales mantienen un porcentaje de humedad alto que no permite su
disposición final en vertederos; representando un factor de riesgo para la continuidad
operativa de la planta. Ya que de no poder controlarse generaría parada de los
procesos productivos.
1.5. Limitaciones
La aplicación de este instrumento tropieza con ciertas dificultades, determinadas por
las situaciones particulares donde haya que aplicarlos.
Así, se observa que tareas que se repiten con cierta frecuencia son susceptibles de
control con relativa facilidad. Por el contrario, otros tipos de trabajos presentan serias
dificultades para su medición, bien por su carácter dinámico y cambiante, bien por su
carácter creativo. En este orden de ideas, se puede afirmar que el trabajo de línea o
de ejecución es más fácil de medir que el trabajo de asesoramiento, propio de las
unidades de Estado Mayor.
El mismo problema existe respecto a los resultados, según sean de naturaleza
tangible e intangible. Estos últimos son difícil de cuantificarlos, lo que hace intricado
su control; por ejemplo, tenemos los resultados de la aplicación de las relaciones
humanas e industriales, la eficacia de la comunicación, el desarrollo ético dentro del
cuerpo social, el mejoramiento en la calidad profesional, técnica y operativa de los
trabajadores y otras de las dificultades que se pueden suscitar es la concienzación de
los funcionarios al cambio que debe asumir.
1.6. Alcance y Delimitación del problema.
El presente trabajo es en principio un requisito académico, que pretende
documentar una necesidad real que existe en la empresa Alimentos Polar Comercial
Planta Valencia Limpieza. Haciendo uso de conocimientos y herramientas de la
Ingeniería Industrial.
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El estudio se llevara a cabo en la planta de glicerina de la empresa ubicada en la
Av. Luis Ernesto Branger, Zona Industrial Sur II Valencia- Edo. Carabobo.
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CAPÍTULO II
MARCO TEORICO
Según Sabino, C. (1999:9), El marco teórico, marco referencial o marco conceptual
tiene el propósito de dar a la investigación un sistema coordinado y coherente de
conceptos y proposiciones que permitan abordar el problema. "Se trata de integrar al
problema dentro de un ámbito donde éste cobre sentido, incorporando los
conocimientos previos relativos al mismo y ordenándolos de modo tal que resulten
útil a nuestra tarea".
2.1. Antecedentes de la Investigación:
De acuerdo a lo anterior, para fortalecer la investigación y lograr en la misma
un soporte fundamental en cada uno de los términos tratados, es necesaria la
utilización de antecedentes, los cuales, según lo expuesto por Sabino, C. (1990:89),
define como “todos aquellos trabajos de investigación que preceden al que se está
realizando. Son los relacionados con el objeto de estudio presente en la investigación
que se está haciendo”. Lo que permitió hacer uso de las siguientes fuentes:
Osta R (2013), en su trabajo de grado titulado. Propuesta de un plan de mejoras
para la reducción y control del desperdicio generado por el proceso productivo
de la empresa Co.Ve.Co, C.A, realizado en la UniversidadJosé Antonio Páez,
plantea que esta investigación tiene como objetivo general, Proponer un plan de
mejoras para la reducción y control del desperdicio generado por el proceso
productivo de la empresa objeto de estudio. El proceso de producción de COVECO
se basa en corte de materia prima (tubo o lamina), en esta etapa del proceso se genera
desperdicio producto de sobrantes de los tubos cortados, que no tienen ninguna
utilidad para realizar productos, seguidamente los trozos de tubos obtenidos en corte
de materia prima son llevados a la etapa de forjado, posteriormente pasa a la fase de
corte de excedencia de las piezas forjadas. Dicha excedencia es desperdicio generado
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en esta etapa. Una vez que culmina esta fase, el producto es llevado a la etapa de
biselado (bisel de 37º), lo cual es realizado a través de tornos, se genera desperdicio
en viruta.
Las técnicas de Manufactura Esbelta seleccionadas van a permitir la reducción de
desperdicios en el proceso de corte de materia prima y corte de excedencia en
22.14%, actualmente se encuentra en niveles elevados (27.14%), porcentaje tomado
del desperdicio generado durante el seguimiento al proceso, con respecto a lo
establecido para estos procesos. El análisis Costo-Beneficio demuestra que es
conveniente la implementación de las técnicas seleccionadas, ya que el costo de
implementación es de Bsf. 148,300.00 y los beneficios netos esperados Bsf. 3,
322,306.25 al año, y el tiempo de recuperación de la inversión es de 0.045 años. Y el
Aporte de este trabajo de grado es la utilización de lean manufacturing, su filosofía
enfoca el valor Agregado para el cliente, la identificación y eliminación de
desperdicio y la mejora continua de procesos.
Cachutt, M (2011), en su trabajo de grado titulado. Disminución de Desperdicios
en una Línea de Producción de Pasta de Tomate Caso: Procesadora Naturalyst,
realizado en la Universidad de Carabobo, plantea que esta investigación tiene como
objetivo general, disminuir los desperdicios presentes en la línea de producción de
pasta de tomates de la empresa Naturalyst S.A. Para ello fue necesario que
identificara los desperdicios, determinara sus causas y proponer mejoras en el proceso
de la fabricación. La herramienta que le permitió organizar, simplificar y estructurar
el desarrollo de este trabajo, fue la metodología: Eliminación Sistémica de
Desperdicios (ESIDE), siguiendo los pasos descritos en la misma, realizó un análisis
de la situación actual en toda la línea de pasta de tomate, específicamente en su
presentación de vidrio 12x500gr; para luego proceder al diseño y selección de
alternativas de solución.
Una vez aplicada la metodología detectó y analizó un total de doce desperdicios,
de los cuales, los que generan mayor impacto en la línea de tomate, son la inadecuada
distribución de la planta, el sobreesfuerzo, y las demoras de la línea, para los cuales
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propuso como solución, la redistribución de la planta, la implementación de un
sistema de gancho manipulador de tomate y la de una nueva etiquetadora. Con las
propuestas planteadas mejoro el flujo del proceso y los gastos económicos en el
mismo, disminuyendo un 61,25% de los desperdicios encontrados en la línea de pasta
de tomate. La inversión total de las mejoras propuestas fue de Bs. 339.848, la cual es
recuperada en 3 meses.
Esta investigación sirvió como ejemplo del análisis hecho de la situación actual
para la identificación de fallas y debilidades en el proceso productivo, y siempre
trabajando con la mejoras continua, para hacerlos más factibles.
Araujo, R (2010), en su trabajo de grado titulado, Propuesta para Mejorar el
Proceso de Barnizado Interno, en la Línea de Fabricación de Envases de
Aluminio para Bebidas de 12 Onzas en la Empresa Cervecería Polar C.A Planta
Súper Envases, realizado en la Universidad José Antonio Páez, especifica que en la
actualidad, en Cervecería Polar C,A; Planta Súper envases, existe la necesidad de un
estudio que permita la evaluación y disminución de un defecto crítico “Exposición
metálica”, de zonas no recubiertas con barniz interior, en los envases de aluminio de
12 onzas. Por esta razón proponer un plan de trabajo, para el proceso de barnizado
interno, en la línea de fabricación de envases, para de esta manera diagnosticar y
analizar la situación actual del proceso, y finalmente diseñar un plan de acción que le
conllevará a minimizar la recurrencia del defecto. En la investigación aplico diversos
conceptos de mejoramiento continuo de procesos y técnicas, en la búsqueda de las
mejores soluciones a la problemática descrita, se empleó la técnica de la observación
directa, la encuesta y la entrevista a Operadores o Mecánicos de Producción de Latas
y expertos, de forma tal que le proporcionen respuestas y poder sacar algunos
resultados en función de las interrogantes de Investigación, y procedió al análisis de
las causas, con el propósito de elaborar un plan de acción orientado a minimizar tal
irregularidad de barnizado interno en los envases de aluminio de 12 onzas. Esta
investigación sirvió de base ya que usaron herramientas como observación directa,
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entrevistas y encuestas a los operadores, Así como lo es el mejoramiento continuo de
procesos.
Calderón, E (2009), en su trabajo de grado titulado, Mejora de Procesos en una
Imprenta que Realiza Trabajos de Impresión Offset Basados en la Metodología
Six Sigma, realizado en la Universidad Católica del Perú, explica, que el presente
trabajo nace con la necesidad de mejorar el proceso de impresión Offset, aplicando
como herramienta de mejora la metodología Six Sigma, y ejecutando DMAIC;
Definir, Medir, Analizar, Mejorar (Improve, en inglés) y Controlar. En la fase de
definición; identifica las necesidades del cliente y los requerimientos críticos del
producto, tales como la tonalidad de color, el formato del producto, la calidad de
material, etc., para ello utiliza la metodología de Kano. Obtenido los requerimientos,
identifica el proceso involucrado, dando como resultado el proceso de impresión
Offset.
En la fase de medición; identifica y cuantifica las variables más relevantes del
proceso de impresión offset, herramientas de calidad como el estudio Gage R&R,
gráficos de control, análisis de la capacidad del proceso y el nivel Six Sigma, todo
ello le ayuda a obtener la situación actual por la que atraviesa el proceso en estudio.
El porcentaje promedio de productos no conformes por tonalidad de color es del 3.0%
y el nivel Six Sigma del proceso de 4.45%. En la fase de análisis; identifica las causas
raíces que originan la problemática, para ello aplica el diseño de experimentos que
contribuye a mejorar los factores más importantes en la impresión offset. Luego
continúa con la fase de mejora, donde determina los niveles adecuados de cada factor;
para optimizar el proceso de impresión, plantea planes de acción; donde ejecuta el
programa de capacitación para el personal y elabora una instrucción de trabajo para el
personal de la sección de impresión offset. La fase de control; es la última de las fases
y busca mantener los resultados obtenidos en la fase de mejora, calcula la nueva
capacidad del proceso y el nuevo nivel Six Sigma, obteniendo los valores de 1.0% y
4.59% respectivamente. Finalmente la evaluación económica; ofrece los beneficios
económicos alcanzados luego se ejecutarse la fase de mejora. Como Aporte tenemos
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la identificación de las causas por el método de causa raíz, esto se puede utilizar para
ubicar donde se genera el desperdicio en el proceso. En la parte de medición, se
identificó y cuantifico las variables relevantes del proceso.
2.2 Bases teóricas
2.2.1 Ácidos Grasos Saturado (Wade, 2006)
Estos sólo tienen enlaces simples entre los átomos de carbono, es decir no poseen
dobles ligaduras. La mayoría son sólidos a temperatura ambiente. Las grasas de
origen animal son generalmente ricas en ácidos grasos saturados.Los ácidos grasos
saturados tienen la siguiente formula básica: CH3-(CH2)N–COOH
A continuación se dan algunos ejemplos de ácidos grasos saturados en la Tabla 1.
Tabla 1: Ácidos Grasos Saturados más comunes.
Nombre delÁcido
Formula Química
Butírico CH 3(CH2)2COOH
Láurico CH 3(CH2)10COOH
Mirístico CH 3(CH2)12COOH
Palmítico CH3(CH2)14COOHEsteárico CH3(CH2)16COOH
Araquídico CH3(CH2)18COOH
Fuente: Wade, 2006.
2.2.2. Ácidos Grasos Insaturados (Wade, 2006)
Poseen uno o más enlaces dobles en su cadena según sean mono o poli insaturados
respectivamente. Son generalmente líquidos a temperatura ambiente.Las dobles
ligaduras que se presentan en un ácido graso insaturado natural son siempre del tipo
cis. Es por esto que las moléculas de estos ácidos grasos presentan codos, con
cambios de dirección en los lugares donde aparece un doble enlace. Cuando existe
más de un enlace doble, estos están siempre separados por al menos tres carbonos.
26
Las dobles ligaduras nunca son adyacentes ni conjugadas.
La Tabla 2 muestra algunos ejemplos de ácidos grasos insaturados
Tabla 2: Ácidos Grasos Insaturados más comunes.
Formula Química
Linolenico CH3CH2CH=CHCH 2CH=CHCH 2CH=CH(CH 2)7COOH
Linoleico CH3(CH2)4CH=CHCH 2CH=CH(CH 2)7COOH
Araquidónico CH3(CH2)4CH=CHCH 2CH=CHCH 2CH=CHCH 2CH=CH(CH 2)3COOH
Oleico CH3(CH2)7CH=CH(CH 2)7COOH
Erúcico CH3(CH2)7CH=CH(CH 2)11COOH
Palmitoléico CH3(CH2)5HC=CH(CH 2)7COOH
Nombre del Ácido
Fuente: Wade, 2006.
2.2.3 Aceites, Grasas y Ceras (Wade, 2006)
Los aceites, grasas y ceras, animales y vegetales, son esteres ácidos orgánicos,
pertenecientes a las distintas series de ácidos grasos, denominados así por su
presencia en las grasas. Un éster está formado por la combinación de un alcohol y un
ácido, con eliminación de agua. Los aceites y grasas animales son esteres de la
glicerina (más propiamente denominada glicerol) y una amplia variedad de ácidos
grasos; las ceras, en cambio, son esteres de ácidos de la misma naturaleza y un
alcohol distinto del glicerol. Los ácidos grasos pertenecen, principalmente, a tres o
cuatro categorías: la de los ácidos saturados (ácido esteárico), la del ácido oleico (con
un par de átomos de carbono unidos por un enlace doble) y una o dos más, formadas
por ácidos más insaturados (con dos o más pares de átomos de carbono unidos por
enlace múltiple).Los glicéridos de las series saturadas funden a temperatura superior a
los de la serie oleica. Una grasa es rica en estearato de glicerilo; mezclado con una
cierta cantidad de oleato de glicerilo; un aceite es rico en oleato de glicerilo, pero
27
contiene una escasa proporción de estearato de glicerilo. Los aceites y grasas
contienen una cierta cantidad de ácidos grasos diferentes, en ocasiones hasta en
número de diez, pero, lo más corriente es que tengan seis o más; esta circunstancia
dificulta bastante el estudio de su composición. La existencia de esteres mixtos, tales
como el diestearomonopalmitato de glicerilo aumenta aún más esta dificultad, razón
por la que no es de extrañar que existan aceites y grasas cuya composición no ha sido
aun totalmente determinada.El estudio de la composición de los aceites y grasas se
basa en el conocimiento de su componente ácido, ya que la mayoría de dichos ácidos
forman parte de la composición de numerosos aceites y grasas.
2.2.4 Saponificación y Neutralización de Grasas
2.2.4.1 Saponificación (Wade, 2006)
La saponificación es una reacción química entre una materia grasa (o un lípido
saponificable, portador de residuos de ácidos grasos) y una base o alcalino, en la que
se obtiene como principal producto la sal de dicho ácido y de dicha base. Un lípido
saponificable sería todo aquel que esté compuesto por un alcohol unido a uno o varios
ácidos grasos (iguales o distintos). Estos compuestos tienen la particularidad de ser
anfipáticos; es decir tienen una parte polar y otra apolar (o no polar), con lo cual
pueden interactuar con sustancias de propiedades dispares. Por ejemplo, los jabones
son sales de ácidos grasos y metales alcalinos que se obtienen mediante este proceso.
El método de saponificación en el aspecto industrial consiste en calentar la grasa en
tanques o reactores, añadiendo lentamente soda cáustica (NaOH), agitándose
continuamente la mezcla hasta que comienza esta a ponerse pastosa; los productos
son jabón y glicerol y a la fase líquida se le llama aguas glicerinosas o lejía jabonosa.
La reacción general se muestra a continuación en la Figura 1.
28
Figura 1: Reacción General de Saponificación,
Fuente: Wade, 2006
Por otro lado, el mecanismo general de reacción para cualquier grasa saponificable
viene dado de la siguiente forma (Ocurre de igual forma para cada cadena individual
de triglicerido):
Etapa 1. Adición nucleófila del agua al carbonilo (Ver Figura 2)
Figura 2: Etapa 1 del Mecanismo de Reacción de Saponificación.
Fuente: Wade, 2006
Etapa 2. Eliminación de metóxido (Ver Figura 3).
Figura 3: Etapa 2 del Mecanismo de Reacción de Saponificación.
Fuente: Wade, 2006.
29
Etapa 3. Equilibrio ácido base entre el ácido carboxílico y el metóxido. Este
equilibrio muy favorable desplaza los equilibrios anteriores hacia el producto final
(Ver Figura 4).
Figura 4: Etapa 3 del Mecanismo de Reacción de Saponificación.
Fuente: Wade, 2006.
2.2.4.2 Neutralización
De forma similar que en la saponificación de grasas, los ácidos grasos
reaccionan con la soda cáustica generando una sal de ácido graso, la cual corresponde
al producto llamado jabón; sin embargo en esta reacción ácido-base, el subproducto
de la reacción es el agua y no el glicerol. La Figura 5 muestra la reacción general de
Neutralización de Ácidos Grasos.
Figura 5: Reacción General de Neutralización.
Fuente: Wade, 2006.
A niveles industriales, la neutralización de ácidos grasos se realiza utilizando
tanques agitados con un sistema de calentamiento regulado y permite aprovechar la
soda libre dentro de las aguas glicerinosas resultantes de la reacción de
saponificación.
2.2.5 Elaboración de Glicerina
Las aguas glicerinosas contienen glicerol el cual es aprovechado en la planta de
glicerina. Ésta es utilizada en la industria de resinas, alimentaría, farmacéutica, entre
∆ Agita
RCOOH + NaOHRCOONa + H2O
ÁCIDO SODA CÁUSTICA JABÓN AGUA
30
otros. Para la recuperación de la glicerina es necesario llevar a cabo cuatro etapas de
proceso, primeramente una etapa de tratamiento, luego se realiza un proceso de
evaporación, seguidamente una destilación y finalmente el acabado, ésta última
consiste en remover el color y el olor característico del producto. Principalmente nos
basamos en el tratado y destilado del proceso ya que estas etapas son el objetivo del
proyecto, a continuación se describen detalladamente.
2.2.5.1 Etapa de tratamiento
Para facilitar el estudio de esta sección se recomienda ver los diagramas de Flujo y
de Instrumentación y Tuberías en los Anexos
El tratamiento delas Aguas Glicerinosas se realiza con la finalidad de preparar la
alimentación del proceso de Recuperación de Glicerina, químicamente pura, mediante
la remoción de impurezas las cuales causarían problemas de operación en las etapas
subsiguientes del proceso y daría por resultados un producto de baja calidad.
Adicionalmente, al trabajar con Aguas Glicerinosas, se debe tener cuidado de evitar
que produzca la fermentación, la cual causa pérdidas significativas de Glicerina
debido a la formación de Trimetilenglicol, gases y ácidos. Además, los gases
producidos por las bacterias causan que las Aguas Glicerinosas se enturbien durante
la Etapa de Evaporación, mientras que el Trimetilenglicol dificulta la separación de
Glicerina por destilación debido a que sus presiones de vapor son similares. Las
Aguas Glicerinosas provenientes de la Planta de Jabones, están compuestas
principalmente por Glicerina, Cloruro de Sodio (sal) y Agua, además de pequeñas
cantidades (trazas) de Soda Cáustica (NaOH), Sulfato y Carbonato de Sodio, jabón y
Ácidos Grasos, así como también materias oleaginosas y albuminosas. Para remover
estas impurezas, las Aguas Glicerinosas se tratan de la siguiente manera:
El jabón y los Ácido Grasos se remueven inicialmente mediante enfriamiento y
sedimentación. Estos materiales se separan de la solución cuando se enfrían debido a
que a bajas temperaturas su solubilidad es menor y ascienden a la superficie ya que
31
son menos densos que el agua. Una vez separados de las Aguas Glicerinosas, son
removidos mediante desnatación. Lo anterior es importante dado que se realiza antes
de enviar las Aguas Glicerinosas a la Etapa de Tratamiento (en la Planta de Jabones).
Una cantidad de Aguas Glicerinosas libres de impurezas se bombea al Primer Tanque
de Tratamiento (V-106) y posteriormente pasa a través del Precalentador (E-108)
manteniendo una recirculación entre este y el Primer Tanque de Tratamiento hasta
alcanzar la temperatura de 60 °C (140 °F). Mientras se agita continuamente mediante
el Agitador del Primer Tanque (A-115), al cual se le suministra aire, la carga de
Aguas Glicerinosas se acidifica con Ácido Clorhídrico hasta un pH de 4.5 – 5.0 ,
luego se añade Sulfato de Aluminio Hidratado (Alumbre) como coagulante hasta
alcanzar un pH de 4.0 , a medida que se agita continuamente con aire. Las impurezas
orgánicas restantes tales como Ácidos Grasos y Jabón n este momento son insolubles
en las Aguas Glicerinosas y son removidas a través del Primer Filtro Prensa (F-104)
y a la vez se recirculan al Primer Tanque de Agitación hasta obtener un filtrado claro.
Se debe verificar que en el primer filtrado haya una separación y remoción
completa de las impurezas orgánicas para transferirlo al Segundo Tanque de
Tratamiento (V-107). El filtrado se trata con Soda Cáustica, al mismo tiempo que se
agita continuamente con aire a través del Agitador del Segundo Tanque (A-106); el
pH debe oscilar entre 8 y 9,5 para favorecer la formación del floculo y poder
removerlos. Cuando se trata con Soda Cáustica, el Sulfato de Aluminio se precipita
como Hidróxido de Aluminio. Mientras se agita con aire, la carga se recircula a través
del Segundo Filtro Prensa (F-105) para remover el Hidróxido de Aluminio
precipitado y así obtener un filtrado claro. Se debe verificar que el segundo filtrado
haya una precipitación y remoción total del coagulante para transferir la carga al
Tanque de Aguas Glicerinosas Tratadas (V-114) y posteriormente procesarla en la
Etapa de Evaporación
32
2.2.5.2 Etapa de evaporación
Para facilitar el estudio de esta sección se recomienda ver los diagramas de Flujo y
de Instrumentación y Tuberías en los Anexos
Las Aguas Glicerinosas tratadas se suministran al proceso mediante la Bomba de
Alimentación (P-201), precalentándolas inicialmente en el Economizador (E-202),
utilizando el vapor condensado proveniente de los Calentadores del Primero y
Segundo Efectos (E-202), utilizando el vapor condensado proveniente de los
Calentadores del Primero y Segundo Efectos (E-204 y E-2013). Las Aguas
Glicerinosas se recirculan, se calientan y se evaporizan rápidamente en los
Evaporadores de Primero y Segundo Efectos (V-205 – V-209) donde el agua se
evapora, hasta obtener Glicerina al 80%. La solución producida en el Evaporador de
Primer Efecto, llamada “Semi-crudo”, normalmente tiene entre un 35-40% de
Glicerina en la alimentación. Durante los procesos de evaporación, se genera también
precipitación de cristales de sal en ambos efectos, pero principalmente en el segundo.
Los cristales de sal se separan por filtración del Semi-crudo y se disuelven en agua en
el Extractor de Sal (F-222), luego se recirculan a la Planta de Jabones como
Salmuera.
El flujo de las Aguas Glicerinosas que entra al Evaporador de Primer Efecto (V-
205) se regula continuamente mediante el Controlador de Nivel (LIC-210) para
mantener estable el nivel de la solución en el Evaporador de Primer Efecto. La
temperatura de la solución en el Evaporador de Primer Efecto se controla mediante un
intercambiador de calor que reutiliza parte del vapor generado en el primer efecto y
se mantiene cercana a 110 °C bajo una presión absoluta que oscila entre 760 y 860
mmHg.
El flujo del Semi-crudo que pasa del Evaporador de Primer Efecto al Evaporador
de Segundo Efecto se regula mediante el Controlador de Nivel (LIC-235) para que
permanezca constante el nivel de líquido en el segundo. La descarga del Evaporador
33
de Segundo Efecto se regula por un conductor de Temperatura (TIC-235) de modo
que la temperatura se mantenga en 90 °C y cuando ésta se incremente el Controlador
acciona la Válvula de Control (TCV-235) permitiendo la descarga del líquido
concentrado. A medida que el nivel del líquido en el Evaporador de Segundo Efecto
desciende, se tiene que bombear Semi-crudo del Evaporador de Primer Efecto hacia
el segundo, diluyendo el crudo y causando una disminución de la temperatura. Para
obtener Glicerina Cruda al 80%, el Evaporador de Segundo Efecto se opera bajo
vacío a una presión absoluta de 115 mmHg. La temperatura y la presión del
Evaporador de Segundo Efecto se regulan cuidadosamente mediante el Panel de
Control (PLC) para asegurar una concentración de Glicerina de 80% en el crudo. Lo
anterior también se verifica frecuentemente tomando muestras del crudo para
comprobar la densidad y la concentración de la Glicerina. Durante el proceso de
evaporación, la sal cristaliza en la solución y se deposita en el fondo de los
Evaporadores cayendo en los Receptores de Sal del Primer y Segundo Efecto (V-208
y V-211). Cuando se acumulan muchos cristales en los Receptores de Sal, se
remueven con aire (una carga de sal) hacia el Extractor de Sal (F-222) utilizando una
presión de aire baja (30 psig).
Para completar la remoción de sal, los pequeños cristales suspendidos en la
descarga del Evaporador de Segundo Efecto se precipitan en el Tanque de
Sedimentación de Sal (V-219) y se recogen en el Receptor de Sal (V-220). El tiempo
de residencia en el Tanque de Sedimentación es de 24 horas aproximadamente. Esta
carga de sal, se transfiere al Extractor utilizando una presión de (30 psig) para
recuperar la sal y el Glicerol disuelto en dicha sal. Cuando una carga de sal se
transfiere de los Receptores del Primero y Segundo Efectos o del Receptor de Sal al
Extractor, la solución se filtra y se regresa (utilizando aire) al respectivo Receptor de
Sal usando bajas presiones de aire. La solución se remueve con aire y los cristales
quedan en el filtro del Extractor de sal. La sal del fondo se lava dos o tres veces con
Aguas Glicerinosas frescas y luego se disuelve en el condensado para producir
34
Salmuera, después la Salmuera se recircula a la Planta de Jabones. Al lavar la sal se
disminuyen las pérdidas de Glicerina separando los residuos de la misma de los
cristales de sal.
2.2.5.3 Etapa de destilación
Para facilitar el estudio de esta sección se recomienda ver los diagramas de Flujo y
de Instrumentación y Tuberías en los Anexos
La Glicerina Cruda se suministra a la Bomba de Alimentación (P-301) y se
precalienta hasta 84 °C en el Economizador (E-311) utilizando el Destilado caliente
de la Glicerina que proviene de la sección de relleno de la Columna de Destilación de
Crudo (V-320). La Glicerina Cruda se calienta una vez más en el Calentador (E-312),
de allí entra a la sección inferior de la Columna de Destilación y posteriormente se
recircula a través del calentador hasta que alcance una temperatura aproximada de
170 °C. La Glicerina Cruda que se recircula se vaporiza parcialmente a una presión
absoluta entre 4 y 5 mmHg. El vapor se rocía en la Cámara de Destilación Rápida de
la Columna para dar inicio a la transferencia de masa. Los vapores de Glicerina, las
impurezas más ligera y el vapor ascienden a través de la sección de separación por
arrastre (dos secciones de platos con campanas burbujeadoras) y luego a través de la
sección de condensación de relleno que están impregnadas con la Glicerina
recirculada la cual se ha enfriado hasta una temperatura aproximada de 70 °C en el
Economizador. Las impurezas y el vapor con trazas de Glicerina entran al
Condensador de Vapores Residuales (E-313) y luego al Depurador de Vapor (V-321),
donde la mezcla del vapor se condensa y se recupera como Glicerina de baja calidad
llamada Substándar de 60% aproximadamente en Glicerol.
La Glicerina Substándar se recoge en el Receptor Substándar (V-322), se
transfiere y se almacena en el Tanque de Almacenamiento de Glicerina Substándar
para una utilización posterior o se envía al tanque del segundo tratamiento para
enriquecer a las aguas glicerinosas tratadas. El residuo pesado y la mezcla de sales
35
que se separan en el fondo de la columna de Destilación de Crudo se recirculan
continuamente a través de la Bomba de Residuos (P-305). Una cantidad del flujo que
se recircula, equivalente al 25% del flujo de Glicerina Cruda que se alimenta a la
Columna de Destilación de Crudo, se cuantifica y e envía al Destilador de Residuos.
En el Destilador de Residuos, el producto de fondo se recircula continuamente y se
calienta mediante el Calentador del Destilador de Residuos (E-314). Los vapores de
Glicerina junto con los vapores residuales y los de las impurezas más ligeras suben y
entran al Condensador del Destilador de Residuos (E-315). Ahí los vapores se enfrían
hasta 110 °C y la mayor parte del vapor de Glicerina y pequeñas cantidades de vapor
residual condensan. Este condensado se devuelve por gravedad a los platos con
campanas burbujeadoras de la Columna de Destilación de Crudo para recuperar aún
más la Glicerina. Para lograr un mayor contacto entre el vapor y el líquido en los
platos, se recircula a éstos parte del Destilado. Los platos con campanas
burbujeadoras sirven para evitar que el arrastre que sucede en la sección de
destilación rápida alcance la sección de condensación ubicada por encima de los
platos, así como la ejecución del fraccionamiento inicial de la Glicerina.
Los residuos removidos del fondo del destilador de Residuos contienen sal,
materias no glicerinosas (MONG) y cantidades suficientes de Glicerina para
mantener la capacidad de bombeo de las mezcla. Esta corriente se recircula
continuamente al fondo del Destilador de Residuos para prevenir obstrucciones en la
tuberías. Una parte de los residuos que se están recirculando se retiran continuamente
y se descargan a los tambores como desechos. La Glicerina Substándar se regenera y
se recoge en una parte del proceso de destilación de la Glicerina normal. Cuando se
acumula suficiente volumen de la Glicerina Substándar en el Tanque de
Almacenamiento, se interrumpe la alimentación normal de la Glicerina Cruda a la
Columna de Destilación y se sustituye por la Glicerina Substándar para procesarla.
Esta Glicerina de “Segunda Producción” obtenida en el procesamiento de la Glicerina
Substándar contendrá una cantidad de impurezas más alta que la del producto
36
estándar terminado (ya que la Glicerina Substándar contiene una alta cantidad de
impurezas debido a que se recupera de la corriente de vapores por donde van las
impurezas que se separan de la Glicerina Cruda), esta se debe a que a mayor cantidad
de impurezas en la alimentación la separación será más difícil y requerirá mayor
tiempo de destilación resultando aún el producto con mayor cantidad de impurezas
que el de una alimentación menos contaminada. Es necesario analizar cada carga de
la “Segunda Producción” y se descarta si el nivel de impurezas es demasiado alto.
2.2.5.4 Etapa de acabado
Para facilitar el estudio de esta sección se recomienda ver los diagramas de Flujo y
de Instrumentación y Tuberías en los Anexos
La Glicerina Destilada que se descarga de la Columna de Destilación de Crudo se
bombea al tope del Desodorizador (V-324) desde este equipo se recircula la Glicerina
hacia el Calentador E-316 donde se calienta una vez más hasta 165 °C
aproximadamente Mediante el vapor agotado y a una presión absoluta de 6 mmHg se
evapora algo de Glicerina, impurezas de olor fuerte y residuos de agua. El vapor pasa
a través de la sección empacada y se enfría cuando entra en contacto con la
alimentación. La mayor parte del vapor de la Glicerina se condensa mientras que las
sustancias volátiles restantes son transportadas a través del relleno donde se filtran las
pequeñas gotas de Glicerina. El Condensador de Vapores Residuales (V-313) se
utiliza para recuperar finalmente cualquier vapor de Glicerina. El líquido condensado
que proviene del Condensador de Vapores Residuales contiene algunas impurezas,
por lo cual se incorpora en la Glicerina Substándar. La Glicerina que proviene del
Desodorizador se enfría hasta 90 °C aproximadamente y después se trata en los
lechos de Carbón Activado de las Columnas de Blanqueo (V-325 A, B y C). El
tratamiento con Carbón se usa para remover las impurezas de color, así como trazas
de cualquier material restante con olor. La Glicerina se bombea continuamente a
través de dos (2) Columnas de Blanqueo conectadas en serie hasta que la primera
columna se agote. Entonces se coloca en servicio la tercera columna junto con la
37
segunda mientras la primera columna se carga para nuevamente entrar en
funcionamiento. Las columnas se cargan otra vez con Carbón nuevo al mismo tiempo
que se sellan las bases.
La intensidad del color de la glicerina que sale de la primera columna que está en
servicio indica si el lecho de Carbón de la columna es efectivo aún o no. Las pruebas
se realizan tomando una muestra del tope de la segunda columna que se encuentra en
servicio. Cada columna está provista de un toma muestra en el tope. La glicerina
blanqueada se filtra entonces en los filtros de Acabados (F-319 A y B) para remover
cualquier residuo de Carbón que esté atrapado, se enfría hasta 70 °C en el Enfriador
de producto (E-318) y se transfiere al Tanque de Almacenamiento de Glicerina U.S.P.
(V-334) para envasarla. El Diagrama de Bloques del Proceso se muestra a
continuación en la Figura # 6.
38
Figura #6: Diagrama de Bloques del proceso de Glicerina.
Fuente Alimentos Polar
39
2.2.6 Glicerina
El propanotriol, glicerol o glicerina (C3H8O3) (del griego γλυκος glykos, dulce) es
un alcohol con tres grupos hidroxilos (–OH). Se trata de uno de los principales
productos de la degradación digestiva de los lípidos, paso previo para el ciclo de
Krebs y también aparece como un producto intermedio de la fermentación alcohólica.
Además junto con los ácidos grasos, es uno de los componentes de lípidos como
los triglicéridos y los fosfolípidos. Se presenta en forma de líquido a una temperatura
ambiental de 25 ° C y es higroscópico e inodoro. Posee un coeficiente de
viscosidad alto y tiene un sabor dulce como otros polialcoholes. El glicerol está
presente en todos los aceites, grasas animales y vegetales en forma combinada, es
decir, vinculado a los ácidos grasos como el ácido esteárico, oleico, palmítico y ácido
láurico para formar una molécula de triglicéridos. Los aceites de coco y de palma
contienen una cantidad elevada (70 - 80 por ciento) de ácidos grasos de cadena de
carbono 6 a 14 átomos de carbono. Estos producen más moléculas de glicerol en los
aceites que contienen ácidos grasos de 16 a 18 átomos de carbono, como las grasas, el
aceite de semilla de algodón, el aceite de soja, el aceite de oliva y el aceite de palma.
El glicerol combinado también está presente en todas las células
animales y vegetales como parte de su membrana celular en forma de fosfolípidos.
Todo el glicerol producido en el mundo hasta 1949, provenía de la industria del
jabón. Actualmente, el 70 por ciento de la producción de glicerol le pertenece a los
Estados Unidos, y proviene de los glicéridos (grasas y aceites naturales), y el resto de
la producción de glicerina sintética (subproducto del propileno), la producción de
ácidos grasos y ésteres de ácidos grasos (biodiésel).
Se producía mediante saponificación de las grasas, como un subproducto de
la fabricación del jabón.
2.2.6.1 Uso y aplicación de la glicerina
Dentro de los principales usos se encuentran:
40
• La elaboración de cosméticos como por ejemplo, jabones de tocador. La
glicerina aumenta su detergencia, da blancura a la piel y la suaviza. Se puede
encontrar entre un 8-15% de glicerina en la composición de estos jabones.
• En el área de la medicina se utiliza en la elaboración de medicamentos en
forma de jarabes (como excipiente; como antiséptico para prevenir infecciones en
heridas; como inhibidor de cambios enzimáticos durante la fermentación de
ungüentos, pastas o cremas; como disolvente de iodo, bromo, fenol, timol,
taninos, alcaloides y cloruro de mercurio). También es utilizado para lubricantes
y humectantes oftalmológicos.
• Además, se utiliza formando parte de los supositorios de glicerina, que tienen
acción laxante. El mecanismo de acción de estos supositorios se basa en dos
propiedades de la glicerina: es higroscópico y ligeramente irritante de mucosas.
• Puede ser uno de los excipientes de los líquidos empleados en los cigarrillos
electrónicos
• Como baño calefactor para temperaturas superiores a los 250 °C;
• Lubricación de maquinarias específicas. Por ejemplo, de producción de
alimentos y medicamentos (por no ser tóxica), de petróleo, entre otros.
• En disciplinas militares para la fabricación de explosivos, como
la nitroglicerina así como para enfriar los cañones de las armas de fuego.
• Anticongelante (baja el punto de fusión del agua, por el descenso
crioscópico).
• Elaboración de productos de consumo. Principalmente, se utiliza para preparar
extractos de té, café, jengibre y otros vegetales; fabricación de refrescos; aditivo
(tipo tensioactivo comestible) para mejorar la calidad del producto.
• Elaboración de resinas alquídicas, que se utilizan como aislantes.
• Fluido separador en tubos capilares de instrumentos.
• Industria de lacas y pinturas. Componente clave de los barnices que se utilizan
para acabados. En algunos casos, se utiliza glicerina al 98% para preparar
barnices electro aislante.
41
• Industria tabacalera. Debido a la elevada capacidad higroscópica de la
glicerina, es posible regular la humedad con el fin de eliminar el sabor
desagradable e irritante del humo de tabaco.
• Industria textil. Proporciona elasticidad y suavidad a las telas.
• Industria del cuero. Se añade a disoluciones acuosas de cloruro de bario con el
fin de preservar las pieles.
• También se añade a emulsiones de cera para curtirlas.
Ahora bien, para este trabajo se utilizaron como bases teóricas y conceptuales,
las siguientes:
2.2.7 Mejora continua
El concepto de mejora continua según (Ishikawa, k 2013), se refiere al hecho de
que nada puede considerarse como algo terminado o mejorado en forma definitiva.
Estamos siempre en un proceso de cambio, de desarrollo y con posibilidades de
mejorar. La vida no es algo estático, sino más bien un proceso dinámico en constante
evolución, como parte de la naturaleza del universo. Y este criterio se aplica tanto a
las personas, como a las organizaciones y sus actividades.El esfuerzo de mejora
continua, es un ciclo interrumpido, a través del cual identificamos un área de mejora,
planeamos cómo realizarla, la implementamos, verificamos los resultados y actuamos
de acuerdo con ellos, ya sea para corregir desviaciones o para proponer otra meta más
retadora.Este ciclo permite la renovación, el desarrollo, el progreso y la posibilidad de
responder a las necesidades cambiantes de nuestro entorno, para dar un mejor servicio
o producto a nuestros clientes o usuarios. Para seguir un proceso de mejora de
continua, se puede seguir el siguiente modelo.
2.2.8 Diagrama de Pareto
El Diagrama de Pareto de (Maquiavelo, n 2013) es una gráfica en donde se
organizan diversas clasificaciones de datos por orden descendente, de izquierda a
derecha por medio de barras sencillas después de haber reunido los datos para
calificar las causas. De modo que se pueda asignar un orden de prioridades. Según
este concepto, si se tiene un problema con muchas causas, significa que el 20% de
42
las causas resuelven el 80% del problema y el 80% de las causas solo resuelven el
20% del problema. Por lo tanto, el Análisis de Pareto es una técnica que separa los
“pocos vitales” de los “muchos triviales”. Una gráfica de Pareto es utilizada para
separar gráficamente los aspectos significativos de un problema desde los triviales de
manera que un equipo sepa dónde dirigir sus esfuerzos para mejorar. Reducir los
problemas más significativos (las barras más largas en una Gráfica Pareto) servirá
más para una mejora general que reducir los más pequeños. Con frecuencia, un
aspecto tendrá el 80% de los problemas. En el resto de los casos, entre 2 y 3 aspectos
serán responsables por el 80% de los problemas. La gráfica es útil al permitir
identificar visualmente en una sola revisión tales minorías de características vitales a
las que es importante prestar atención y de esta manera utilizar todos los recursos
necesarios para llevar a cabo una acción correctiva sin malgastar esfuerzos.
El diagrama de Pareto se puede elaborar de la siguiente manera:
• Cuantificar los factores del problema y sumar los efectos parciales
hallando el total.
• Reordenar los elementos de mayor a menor.
• Calcular los porcentajes de los efectos
• Determinar el % acumulado del total para cada elemento de la lista
ordenada.
• Trazar y rotular el eje vertical izquierdo (unidades).
• Trazar y rotular el eje horizontal (elementos).
• Trazar y rotular el eje vertical derecho (porcentajes).
• Dibujar las barras correspondientes a cada elemento.
• Trazar un gráfico lineal representando el porcentaje acumulado.
• Analizar el diagrama localizando el "Punto de inflexión" en este último
gráfico.
Por ejemplo, 80% del valor del inventario total se encuentra en sólo 20% de los
artículos en el inventario; en 20% de los trabajos ocurren 80% de los accidentes, o
43
20% de los trabajos representan cerca de 80% de los costos de compensación para
trabajadores. (Ver figura 7).
Figura 7: Diagrama de Pareto. Fuente: Maquiavelo, N. (2013)
2.2.9 Manufacturing (Reyes, P. 2013)
Manufactura Esbelta o Lean Manufacturing es esencialmente una filosofía que
se enfoca en el valor agregado para el cliente, la identificación y eliminación
sistemática del desperdicio y la mejora continua en ambientes de fabricación u
operación para aumentar la productividad.
Es un conjunto de principios, conceptos y técnicas que permiten crear un
eficiente sistema a fin de reducir el tiempo entre la colocación del pedido y la entrega
del producto o servicio, a través de la eliminación del desperdicio, permitiendo el
flujo continuo del producto o servicio.
El Sistema Lean Manufacturing tiene su origen en el sistema de producción
desarrollado por TaiichiOhno en los años 50 -durante su trayectoria profesional en la
compañía automovilística Toyota-, conocido como Toyota ProductionSystem (TPS).
La superioridad de este sistema de producción quedó demostrada cuando, en los
años 70, durante la crisis del petróleo, la compañía Toyota se recuperó de una forma
más rápida y menos dolorosa que el resto de sus competidores de la industria del
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automóvil. En la década de los 80, empresas japonesas, americanas y europeas ya
conocían este sistema de producción y comenzaban a aplicarlo. Pero no fue hasta el
año 1990, cuando J. P. Womack y D. T. Jones, documentaron el Sistema de
producción Toyota en su libro “The Machine thatchangedtheworld”, al que titularon
“Lean Manufacturing”. Recientemente, estos mismos autores han publicado en
nuestro país el libro “Lean Thinking”, donde además de exponer los principios
básicos de un Sistema de producción Lean Manufacturing, se explica la evolución
que ha sufrido este nuevo pensamiento Lean y las nuevas herramientas dirigidas a
aplicar con éxito esta metodología. Lean es una palabra inglesa que se puede traducir
como magro o esbelto. Aplicado a un sistema productivo significa ágil, flexible, es
decir, la capacidad de adaptarse a las necesidades del cliente. El concepto Lean
también se aplica a otros campos, donde ha recibido los nombres de “Lean
Production”, “Lean Management” o “Lean Logistics”.
¿Por qué aplicar un sistema de producción lean?.
Los sistemas de producción Lean son útiles para todas las empresas porque
todas desarrollan operaciones para dar valor al cliente. Empresas productivas y de
servicios ven en los sistemas de producción ágiles la oportunidad para mejorar sus
operaciones. Ágil significa mejorar reduciendo dinero, personas, equipos grandes,
inventario y espacio, con dos objetivos: sin despilfarro y reduciendo la variabilidad.
Qué implica.
La implantación de un Sistema de Producción Lean implica:
� Asumir tres revoluciones conceptuales: redescubrir el papel fundamental del
producto, crear un sistema de producción pulsante con el mercado, y la mejora
en un brevísimo plazo de tiempo.
� Una nueva filosofía en la organización: enfoque centrado en la acción y
perseguir la perfección a través de la reducción del MUDA (despilfarro).
� Una nueva organización: una nueva estructura basada en las familias de
productos y un nuevo papel del personal operativo.
Cómo se hace
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Se basa en el enfoque de Toyota y se completa con la visión más avanzada:
Diagnóstico. Análisis del flujo de materiales y de información. A través de la
realización del VSM (ValueStreamMapping) se diagnostica el estado del proceso
productivo actual y se propone un flujo de valor futuro.
En este proceso se resuelven problemas cómo:
� Cómo se relaciona la demanda del cliente con la capacidad de producción
(takt time)
� Cómo y dónde crear flujo continuo
� Cómo trasladar la demanda del cliente al proceso productivo
� Cómo y dónde nivelar productos
� Cómo llevar a cabo todo el proceso
Implantación a través de la combinación de semanas Gemba y proyectos
clásicos de mejora combinados con una adecuada gestión del cambio. El equipo
mixto cliente-consultor desarrolla el proyecto y consigue los resultados. Seguimiento
de resultados y continuidad del proyecto. A partir del seguimiento de 5 indicadores
clave (calidad, eficiencia, velocidad, entrega y valor) es el cliente quien decide la
bondad del proyecto y la continuidad de la experiencia.
Beneficios.
La aplicación sistemática de enfoques de producción Lean permite a diferentes
tipos de compañías obtener resultados como:
� Aumento de la productividad: 300 a 400% si se fabrica por lotes y 100% si se
fabrica en flujo.
� Rotación de inventario: -95% si se fabrica por lotes y -80% si se fabrica en
flujo.
� Defectos: -95% si se fabrica por lotes, -75% en caso de fabricación en flujo.
� Plazo de fabricación: -95% en caso de fabricación por lotes y -75% si se
fabrica en flujo.
Cómo transforma la organización
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La aplicación sistemática de enfoques de producción ágil permite la obtención
de resultados importantes y medibles. Este proceso de trabajo es el único que permite
el cambio de comportamientos, actitudes, y, finalmente, valores a todos los niveles de
la organización.
A diferencia de los enfoques clásicos de mejora en los que el punto de partida es la
formación de la cultura, el cambio Lean se hace permanente porque los resultados son
el único elemento válido para promocionar un verdadero cambio cultural. En los
últimos años se ha observado como los dos enfoques de mejora de las operaciones
más innovadores (Lean Manufacturing y Seis Sigma) se posicionaban de manera
diferenciada y se presentaban de modo individual como "la herramienta definitiva".
Son varias las herramientas que se utilizan en el lean manufacturing, las cuales son
expuestas a continuación:
Sistema Kanban: Es un sistema de señalización que permite entregar el pedido
correcto en el momento preciso, esto permite nivelar la producción, una excelente
forma de balancear la línea.
Mantenimiento Productivo Total: Busca trasladar las operaciones básica de
limpieza, lubricación y ajuste directamente a los responsables de cada equipo.
También se conoce como Mantenimiento Autónomo.
Este método se usa para maximizar la disponibilidad del equipo y maquinaria
productiva de manufactura, evitando las fallas inesperadas y defectos generados; el
mantenimiento se logra al conservar la máquina actualizada y en condiciones óptimas
de operación a través de la participación de diversos departamentos en un esquema
parecido al de la Calidad Total, pero enfocado a los equipos de manufactura.
(Nakajima, Seiichi. 1988). Bajo este método, el mantenimiento productivo es
realizado en diferentes etapas: mantenimiento correctivo de fallas sólo en casos muy
raros; mantenimiento autónomo realizado por operadores, haciendo actividades
simples de mantenimiento en sus equipos; mantenimiento preventivo para prevenir
desgaste prematuro; mantenimiento predictivo para anticipar fallas mayores en los
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equipos y programar el reemplazo de partes críticas; y el mantenimiento proactivo
enfocado a actualizar y hacer mejoras en los equipos.
Mejora del Alistamiento de equipo Kaizen: Su principal objetivo es reducir
los tiempos de alistamiento o “set up”, con el propósito de reducir tanto los tiempos
muertos como el tamaño de las órdenes. Se reconoce con otros nombres como el
SMED (Cambio de molde en la mínima fracción) o el ORE: organice, remueva,
elimine. El método fue desarrollado por ShigeoShingo y lo denominó: “Cambio de
dados en menos de diez minutos”, cuyo objetivo es hacer efectivamente los cambios
de herramentales en menos de diez minutos.El tiempo de cambio es el tiempo entre la
última parte o pieza del lote anterior y la primera pieza o parte buena del próximo
lote.Se puede hacer una analogía con las actividades que suceden en los pistas de
autos de carreras. Se descubrió que las mejores plantillas de mecánicos preparan
previamente todo lo necesario antes de que llegue el coche (preparación externa con
el coche en la pista), de tal forma que cuando entra el coche, los cambios de llantas y
llenado del tanque de combustible toma sólo 15 segundos (preparación interna con
los coches en los pistas).
Programa Kaizen de las 5S (Reyes, P 2013): Busca mejorar las áreas de
trabajo con el propósito de facilitar el flujo de materiales, personas y poseer localizar
correctamente materiales, insumos, etc. Existe múltiple y variada experiencia en la
explicación de esta técnica. Este método hace referencia a mantener un orden y
limpieza permanente en la planta de manufactura y oficinas para reducir desperdicios
en espacios y tiempos de búsqueda. Las 5S se denominan así por considerar 5
aspectos cuyo significado en japonés inicia con S (Hurano, Hiroyuki. 1996):
Seiri.- Organización
Seiton.- Orden
Seiso.- Limpieza
Seiketsu.- Estandarización
Shitsuke.- Disciplina y entrenamiento
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La metodología de las 5 S inicia con la organización, es decir, retirando todo lo
que no se usa en las áreas de trabajo, identificando con una tarjeta roja lo que está
dudoso y colocándolo en un área específica para revisión posterior; elorden
implicatener un lugar bien especificado para cada cosa, para lo cual pueden usarse
siluetas, cuadros, colores, etc. La limpieza significa tener pulcras las áreas de trabajo,
por lo que se deben proporcionar los accesorios adecuados para ello. La
estandarización implica desarrollar procedimientos para asegurar el mantenimiento
del orden y la limpieza, mientras que la disciplina se refiere a crear su hábito, más
que por procedimiento por costumbre. (Osada, Takashi. 1991).
Se puede definir como un estado ideal en el que:
� Los materiales y útiles innecesarios se han eliminado,
� Todo se encuentra ordenado e identificado,
� Se han eliminado las fuentes de suciedad,
� Existe un control visual mediante el cual saltan a la vista las desviaciones o fallos.
� Todo lo anterior se mantiene y se mejora continuamente.
Tecnología de grupos: Busca organizar las plantas por procesos completos
autónomos y no por áreas funcionales homogéneas.
Este método se usa para encontrar una solución rápida a problemas que se
presentan en plantas de manufactura, a través de un equipo de acción rápida. El
término Blitz se refiere a un ataque rápido de problemas, normalmente se trata de
problemas sencillos de solucionar, pero que afectan de manera importante a la
producción. Como primer paso se integran los equipos de acción rápida denominados
KaizenBlitz incluyendo a trabajadores, supervisor, mecánicos, etc., es decir, personal
con entrenamiento cruzado y multifuncionales. El objetivo es aprovechar la larga
experiencia de los operadores para que identifiquen el problema y sus causas, aporten
ideas y sugerencias y participen en la implantación de las soluciones. (Grazier, Meter.
1992). El ciclo de mejora Kaizen se forma de cuatro pasos: persuadir al personal;
motivarlos a hacer propuestas y generar ideas; revisión, evaluación y guía;
reconocimiento y recomendaciones.
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La solución de problemas con equipos kaizen debe tomar entre uno y cinco días
como máximo, reconociendo al equipo de manera adecuada al final de cada solución
implantada. Para problemas crónicos que lleven un largo periodo presentándose, es
mejor que sean abordados por la modalidad de equipos de trabajo permanentes
denominados Círculos de Control de Calidad que pueden tardar entre tres meses y un
año para la solución de problemas, donde la urgencia de solución no es importante,
más bien el objetivo es la mejora continua.
Lay out: Busca organizar la empresa en células de trabajo, considerando
muchos casos la línea U, como una mejor forma de administrar el flujo de las piezas.
Seis Sigma Kaizen: Una técnica simple pero poderosa que ha tenido mucho
auge y que básicamente consiste en el control de la variación de los procesos, para
llevarlos a una cantidad de defectos no mayor de 3.4 partes por millón,
estadísticamente hablando.
Análisis de Modo y Efectos de Falla: Busca identificar la probabilidad de falla
de una parte del proceso, la causa de falla y el efecto que este puede crear en los
clientes internos y externos. Excelente herramienta para el análisis de riesgos.
QFD (Despliegue de la Función de Calidad): Conocida como la casa de la
calidad, busca traducir las necesidades o requerimientos de los clientes a
especificaciones de proceso. Otra poderosa herramienta de múltiples usos, tanto en
sistemas de gestión de la calidad como para la evaluación de proyectos o iniciativas
en planes estratégicos o en la implementación del sistema estratégico Kaizen.
El Pokayoke: O sistema a prueba de error la cual busca crear mecanismos para
que las cosas solo se hagan de la forma correcta.
Jidokas: Automatización con sentido humano, busca crear mecanismos
sonoros o visuales que indiquen cuando existen problemas.
Este es un método que permite detectar y corregir defectos de la producción,
llegando al punto de detener una máquina para impedir la elaboración de productos
defectuosos. Esto asegura que la calidad sea controlada en el proceso mismo, de tal
forma que se impide el paso de unidades defectuosas de un proceso al siguiente. La
50
filosofía Jidoka establece los parámetros óptimos de calidad en el proceso de
producción, compara los parámetros contra los estándares establecidos, y si los
parámetros del proceso no corresponden a los estándares preestablecidos el proceso
se detiene alertando que existe una situación inestable de producción la cual debe ser
corregida, esto con el fin de evitar la producción masiva de partes o productos
defectuosos. Los procesos Jidoka son sistemas comparativos de lo “ideal” o estándar
contra los resultados actuales de producción. (Mandujano, Karla. 2004).
51
CAPÍTULO III
MARCO METODOLÓGICO
El marco metodológico es el apartado del trabajo que dará el giro a la
investigación, es donde se expone la manera como se va a realizar el estudio, los
pasos para realizarlo y su método. Según Buendía, Colas y Hernández (1997:34) “en
la metodología se distinguen dos planos fundamentales; el general y el especial”, en
este sentido, es posible hablar de una metodología de la ciencia aplicable a todos los
campos del saber, que recoge las pautas presentes en cualquier proceder científico
riguroso con vistas al aumento del conocimiento y/o a la solución de problemas.
3.1 Nivel de la investigación
De acuerdo al nivel investigativo, se considera descriptiva; debido a que
Balestrini (1999:75) puntualiza que, esta investigación “es aquella que puntualiza o
esquematiza procesos de trabajo para su mejor o práctico entendimiento”.
3.2 Diseño de la investigación
Esta investigación posee un diseño de campo; ya que según Martínez, (2004),
refiere: Una Investigación es de campo si el análisis sistemático de problemas en la
realidad, en donde los datos de interés son recogidos de la realidad; en este sentido, se
trata de investigaciones que parten de datos originales o primarios. También pueden
aceptarse estudios sobre datos censales o muéstrales no recogidos por el estudiante,
siempre y cuando se utilicen los registros originales con los datos no agregado o
cuando se trate de estudios que impliquen la construcción o uso de series históricas y,
en general, la recolección y organización de datos publicados para su análisis
mediante procedimientos estadísticos, modelos matemáticos, econométricos o de otro
tipo.
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3.3 Tipo de investigación
Según el propósito, la investigación que se desarrollara es de tipo proyecto
factible. En el manual de trabajos de grado de especialización y maestría y tesis
doctorales de la Universidad Pedagógica Experimental Libertador (2003), se cita lo
siguiente:
“El proyecto factible consiste en la investigación, elaboración y desarrollo de una propuesta de un modelo operativo viable para solucionar problemas, requerimientos o necesidades de organizaciones o grupos sociales; puede referirse a la formulación de políticas, programas, tecnologías, métodos o procesos (p 16).”
3.3.1 Estudio Documental, según Arias (1999) comenta “La investigación
documental se basa en la obtención y análisis de datos provenientes de materiales
impresos u otros tipos de documentos”. Para la preparación de esta faena se examinó
el material bibliográfico, contenido de información también sobre el tema de las
Leyes, Normativas tanto internas como externa de la empresa, Decretos y
Ordenanzas.
El presente estudio tiene como finalidad proponer los Instrumentos necesarios para:
• Diagnosticar la situación en el área de tratamiento de aguas glicerinosas
mediante herramientas de observación directa, revisión documental entre
otros.
• Analizar las causas que originan la acumulación de lodos residuales en la
Planta de Producción de Glicerina.
• Elaborar el plan de mejoras que permitirá disminuir y controlar la
generación de lodos residuales de la etapa de tratamiento en la Planta de
Producción de Glicerina.
• Realizar un análisis costo-beneficio de las estrategias propuestas. El
cual vincula la data con los diferentes equipos de tecnología de punta, el
cual está apoyado en la toma de puntos y en el estudio, con el objeto de
cumplir con los objetivos propuestos para determinar el diagnóstico.
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La investigación se amolda a la modalidad de proyecto factible, de acuerdo con
el manual de Tesis de la Universidad Pedagógica Experimental Libertador (UPEL-
2003), el cual establece que todo proyecto factible consiste en la investigación,
elaboración y desarrollo de una propuesta que pretende dar soluciones prácticas a
problemas, requerimiento o necesidades sociales y debe estar apoyado en una
investigación de tipo documental y/o de campo. Este estará compuesto de las
siguientes etapas: una Fase de Planeamiento, Fomentación Teórica de la Propuesta,
Metodología, recursos necesarios, análisis y conclusiones sobre la viabilidad y
realización del proyecto. Además, el mismo se amolda a la Metodología del Trabajo
de Grado en la Escuela de Ingeniería Civil de la Universidad de la Universidad de
Carabobo.
3.3.2 Estudio Explicativo, según Méndez (1999)
“Orienta a comprobar las hipótesis de tercer grado, analiza e identifica las causales
(variables independiente) y sus resultados que expresan en hechos verificables
(variables dependiente). Esta pesquisa analizará las relaciones causa-efecto entre dos
variables, ya referidas.”
La investigación y sistema interno abarca y/o se desarrolla en LA PLANTA DE
LIMPIEZA, VALENCIA, DEL ESTADO CARABOBO, que enfocan en el flujo de
información.
3.3.3 Estudio Descriptivo, según Arias (1999) consiste en la determinación de un
hecho, fenómeno o grupo con el fin de establecer su comportamiento. Se forjó un
diagnóstico y análisis detallado de los especiales elementos de la obligación del uso
eficaz y eficiente.
En la recolección de los datos se utilizó un instrumento que se constituyó a
partir de los indicadores en un proceso dialectico. Se seguirá la línea de continuidad y
se realizaran las respectivas dimensiones e indicadores e indicadores con la finalidad
de darle concreción empírica al proceso. Los indicadores es donde se surgirá cada
pregunta que se define a su correlato anterior. Así, definido dicho instrumento donde
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será útil en la verificación práctica del proceso de diagnóstico, ya que permitirá la
confiablidad y vialidad. Este estudio por encuesta y entrevistas será construido con
base en la escala de Likert en donde las variables de estudio tendrán tres (3)
alternativas: Siempre - Casi Siempre - Nunca. Se estima señalar que construido así el
instrumento de instrumento de estudio, las respuestas tienen una ocurrencia al azar, sin
embargo, la reacción ante la alternativa tendrá una falta de probabilidad, ser objetiva
ya que 'esta es la primera vez y única condición que se le pedirá al entrevistado.
3.3.4 Estudio de Campo de tipo Diagnóstico, la cual refiere según Arias (1999) en
la recolección de datos directamente de la realidad donde ocurren los hechos, sin
operar o controlar variables alguna. Se estudiara directamente a los Instrumentos,
mediante la aplicación de un muestreo estadístico a la población de LA PLANTA DE
LIMPIEZA, DE LA EMPRESA DE ALIMENTOS POLAR VALENCIA; además, se
estudiará el proceso del Rendimiento Efectivo
Además, Según las definiciones dadas por el manual de tesis de grado de
especialización y maestría y tesis doctorales (2002), este proyecto presenta un tipo de
proyecto factible:
Un proyecto factible consiste en la investigación, elaboración y
desarrollo de una propuesta viable o modelo de tipo práctico, satisfaciendo los
requerimientos y necesidades de organizaciones o grupos sociales; puede referirse a la
formulación de políticas, programas, tecnologías, métodos o procesos (p.32).
3.4 Población y muestra
Todo trabajo de investigación debe considerar una diversidad de aspectos
comunes que llegan a caracterizar el fenómeno a ser estudiado, es decir, la población o
universo total que deberá ser analizada en este sentido.
Según Arias G. Fidias (2013), “La población, o en términos más precisos
población objetivo, es un conjunto finito o infinito de elementos con características
comunes para los cuales serán extensivas las conclusiones de la investigación. Ésta
queda delimitada por el problema y por los objetivos del estudio”. (p.81)
55
Cabe destacar que la población de esta investigación es del tipo finita, la cual es
definida por Fidia G. Arias (2013), como: “La agrupación en la que se conoce la
cantidad de unidades que la integran. Además, existe un registro documental de dicha
unidades”. (p. 82).
La empresa dispone de una área de producción de glicerina que la misma cuenta
con una etapa de tratamiento, con una capacidad de tratar 25000 kg de aguas
glicerinosas en 8 horas, a través de dos filtros prensas donde se generan 400 kg de
lodos, esta es la población de estudio.
En la presente investigación las unidades de análisis objeto de observación o
estudio, serán los lodos de glicerinas generados en la etapa de tratamiento en la planta
de glicerina de la empresa Alimentos Polar Planta Limpieza.
Cuando se habla de la muestra se señala que: “Es un subconjunto representativo y
finito que se extrae de la población accesible” (Fidias G. Arias, p. 83).
Para esta investigación, la muestra estará conformada por los lodos de la etapa de
tratamiento de glicerina, que sean producidas durante el lapso de estudio (Marzo-
Junio).
3.5 Técnicas de Recolección de Datos
Para Sabino, C. (2002), “las técnicas de recolección de datos son los medios
que de manera organizada permiten la obtención de información mediante el
acercamiento a los hechos, ambiente y demás aspectos relacionados con el
problema”. De acuerdo a lo anterior, en función de los objetivos de la presente
investigación, donde se plantea la propuesta de un plan de mejoras bajo la modalidad
de proyecto factible, se emplearan una serie de técnicas de recolección de
información, orientadas de manera especial para alcanzar los fines propuestos. De
esta manera, dada la naturaleza de del proyecto y acorde a los datos que se requieren
se utilizan las técnicas de investigación, las mismas permiten abordar y desarrollar los
requisitos para el diagnóstico del estudio; entre las técnicas utilizadas se tienen las
siguientes:
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La Observación Directa:
Según Tamayo (2001), “La técnica de observación directa es aquella en la cual
el investigador puede observar y recoger mediante su propia observación a través de
esta se puede determinar las faltas en lo que respecta al desempeño de sus funciones
así como las causas que lo origina”. Es decir permite al analista ganar información de
primera mano que no se podría obtener por otras técnicas y se adquiere información
sobre la forma en que se efectúan las actividades en la empresa, este método es útil
cuando se necesita definir el modo de llevar los procesos de control de las actividades
que allí se realizan.
La Entrevista Formal:
Según Tamayo (2001), “La entrevista es la relación directa establecida entre el
investigador y su objetivo de estudio a través de individuos o grupos con el fin de
obtener testimonios orales”. El tipo de entrevista utilizada en esta investigación está
definida como No Estructurada.
La Revisión de Documentos:
Esta técnica está enfocada en determinar las características de los formatos
utilizados en la empresa, así como la entrada de datos, salida de información, los
fines para los cuales fueron diseñados; uso y frecuencia de emisión de los mismos; la
revisión de los documentos puede efectuarse al comienzo de la investigación, y sirve
de base para comparar las operaciones actuales. Al utilizar esta técnica se estudia
toda aquella documentación recopilada sobre el área de estudio (libros, revistas,
páginas web, formatos entre otros) que permitieron suministrar o conservar una
información.
3.6 Fases Metodológicas
Según Sabino, C. (2002:56) “toda labor de investigación requiere una
metodología para desarrollarla, de manera tal que se pueda apreciar todas y cada una
de los elementos que componen la acción investigativa”. Este trabajo trata
precisamente de conocer, diagnosticar y analizar el proceso de tratamiento de aguas
57
glicerinosas en la planta de glicerina la empresa ALIMENTOS POLAR PLANTA
VALENCIA LIMPIEZA , con el objetivo de Proponer un plan de mejoras basado en
la metodología Lean Manufacturing para la reducción de los lodos generados en el
tratamiento en la empresa objeto de estudio. De esta forma, se estableció la siguiente
metodología de trabajo:
Fase I:Diagnosticar la situación en el área de tratamiento de aguas glicerinosas
mediante herramientas de observación directa, revisión documental entre otros.
En esta fase se diagnosticó la situación actual de la generación de lodos residuales
en la etapa de tratamiento en la planta de Producción de Glicerina.Dicha fase se llevó
a cabo aplicando herramientas de recolección y análisis de datos como lo son la
entrevista no estructurada o informal, observación directa, revisión de informes
estadísticos y análisis operacional de la línea.
Fase II: Analizarlas causas que originan la acumulación de lodos residuales en la
Planta de Producción de Glicerina.
Con la información obtenida en la fase anterior (Fase I), incluyendo tormentas de
ideas con el personal involucrado se procederá a la identificación y análisis de las
causas que intervienen en la aparición del desperdicio en el proceso de producción, a
través de las siguientes herramientas de ingeniería:
(a) Diagrama de Ishikawa (Causa-Efecto), el cual será utilizado para relacionar
efectos asociados al nivel de desperdicio con las posibles causas que lo
provocan
(b) Diagrama de Pareto, con el cual, se organizarán las diversas clasificaciones
de causas determinadas del diagrama de Ishikawa por orden descendente, de
izquierda a derecha, con el propósito de identificar causas que tengan más
relevancia. Por lo general el 80% de los resultados totales se origina en el 20%
de los elementos. Esta gráfica es mucha utilidad, ya que, permite identificar
visualmente características vitales a las que es importante prestar atención.
58
Fase III: Elaborar el plan de mejoras que permitirá disminuir y controlar la
generación de lodos residuales de la etapa de tratamiento en la Planta de
Producción de Glicerina.
Una vez que se determinó la causa raíz que originan el nivel de lodos en el
proceso de tratamiento, y sus posible control, a través de las herramientas utilizadas
en la fase II, se procederá a discutir las posibles solucione a dichas causas, para
iniciar la elaboración del plan de mejoras a ser propuesto, el cual será realizado bajo
la metodología Lean Manufacturig.
Fase IV: Realizar un análisis costo-beneficio de las estrategias propuestas
Una vez que se han descrito las actividades de las mejora planteadas, antes de
ponerlas en práctica se realizará un análisis de los costos que estas representan y de
los beneficios que generarían al ser implantas, y de esta forma se evaluaría la
factibilidad de este trabajo de investigación. Dicho análisis pudiera generar cambios
en el cronograma para el seguimiento e implementación de las acciones de mejora.
59
CAPÍTULO IV
RESULTADOS
4.1 Análisis e Interpretación de Resultados. En este capítulo se describen los resultados obtenidos mediante el desarrollo de cada
fase de la investigación, utilizando diversas técnicas e instrumentos de recolección de
datos como la observación directa, la revisión de documentos y la entrevista no-
formal. También se hará uso de herramientas de ingeniería para el análisis de los
mismos, tal es el caso del Diagrama de Pareto e Ishikawa con el propósito de
establecer las conexiones entre los hallazgos encontrados y las posibles causas que
generan la problemática del proceso de tratamiento de lodos residuales en la
producción de lodos residuales.
Finalmente, se plantea la estrategia de solución más viable; garantizando así una
propuesta benefactora que amplifique la calidad laboral dentro de un sector operativo
industrial.
A continuación se describen los resultados obtenidos en cada una de las fases
metodológicas establecidas en el capítulo anterior.
4.2 Fase I: Diagnosticar la situación en el área de tratamiento de aguas
glicerinosas mediante herramientas de observación directa, revisión documental
entre otros.
4.2.1Descripción del Proceso.
El proceso comienza con el tratamiento de aguas glicerinosas que consiste en, la lejía
jabonosa obtenida durante la producción de jabón contiene principalmente glicerina,
cloruro de sodio, y agua con pequeñas cantidades de soda cáustica, carbonato de
sodio, jabón y ácidos grasos, así como también de materia oleaginosa y albuminosa.
El tratamiento de aguas glicerinosas aplica los principios fundamentales del
tratamiento de aguas residuales con la finalidad de preparar las aguas glicerinosas
60
para la recuperación del glicerol, a través de la remoción de impurezas que podrían
causar problemas de operación en las etapas subsecuentes de procesamiento, lo cual
puede resultar en una baja calidad a la salida del producto químico puro.
Coagulación-Floculación de Aguas Glicerinosas
La floculación es un proceso químico mediante el cual, con la adición de sustancias
denominadas floculantes, se aglutinan las sustancias coloidales presentes en el agua,
facilitando de esta forma su decantación y posterior filtrado.
El proceso de floculación es precedido por la coagulación, por eso se suele hablar de
los procesos de coagulación-floculación. Estos facilitan la retirada de las sustancias
en suspensión y de las partículas coloidales.
• La coagulación es la desestabilización de las partículas coloidales
causadas por la adición de un reactivo químico llamado coagulante el cual,
neutralizando sus cargas electrostáticas, hace que las partículas tiendan a
unirse entre sí. La Figura #8, muestra la interacción que se genera entre las
cargas de los coloides durante la coagulación.
Figura #8: Coagulación de Coloides.
Fuente:Dudamel, 2007. (Presentación)
61
• La floculación es la aglomeración de partículas desestabilizadas en
microflóculos y después en los flóculos más grandes que tienden a depositarse
en el fondo de los recipientes construidos para este fin, denominados
sedimentadores. La Figura #9, muestra las interacciones de las cargas de los
coloides durante la floculación.
Figura # 9: Floculación de Coloides.
Fuente:Dudamel, 2007. (Presentación)
Los factores que pueden promover la coagulación-floculación son el gradiente de la
velocidad, el tiempo y el pH. El tiempo y el gradiente de velocidad son importantes al
aumentar la probabilidad de que las partículas se unan y da más tiempo para que las
partículas desciendan, por efecto de la gravedad, y así se acumulen en el fondo. Por
otra parte el pH es un factor prominente en acción desestabilizadora de las sustancias
coagulantes y floculantes; en Planta Limpieza se utilizan dos tipos de especies
químicas para las aguas glicerinosas (tratamiento ácido): sulfato de aluminio
(Al2(SO4)3) y polímeros aniónicos y catiónicos del aluminio. La Figura #10,
muestra las interacciones de las cargas con el reactivo polimérico.
62
Figura #10: Efecto del Polímero Iónico sobre las cargas.
Fuente:Dudamel, 2007. (Presentación)
Para eliminar el aluminio libre en agua se realiza un tratamiento básico con hidróxido
de sodio.
Al2(SO4)3 + 6NaOH 2Al(OH)3 + 3Na2SO4
FILTROS PRENSA
Posteriormente a la Floculación y Coagulación se realiza la filtración de
la fase líquida para remover los sólidos formados.
El filtro prensa es un separador de líquidos y sólidos a través de filtración por presión.
Utiliza un método simple y confiable para lograr una alta compactación. Es capaz de
comprimir y deshidratar sólidos hasta obtener del 25% al 60% por peso de los lodos
compactados. Tiene una capacidad que va desde 0.5 a 300 pies cúbicos. Se fabrica en
acero al carbón con recubrimiento de pintura epóxica de alta resistencia química o
acero inoxidable. Las placas filtrantes desmontables están hechas de polipropileno, y
las mallas pueden ser de tipo sellada, no sellada o membranas de alta resistencia.
Cuenta con un sistema hidráulico-neumático que puede ser automático,
semiautomático.
Básicamente consiste en un número de placas filtrantes organizadas de forma vertical
63
montadas en dos barras laterales suspendidas en una viga de soporte general. La viga
está unida a dos puntos fijos conocidos como cabeza de alimentación y cabeza de
cierre, y un punto dinámico conocido como cabeza móvil, formando así una unidad
compacta de filtración. En la Figura #11 se puede observar el modelo más común de
un filtro prensa con placas y armazones.
Figura #11: Filtro Prensa de Cámaras y Armazones.
Fuente: Manual de Filtro Prensa, Alimentos Polar C.A.
A continuación se describe el principio fundamental de funcionamiento.
Etapa de Alimentación
En esta etapa se alimenta el material al interior del filtro, de esta forma se inician las
etapas de distribución. (Ver Figura #12)
64
Figura #12: Etapa de Alimentación al Filtro
Prensa.
Fuente: Crisostomi, 2010. (Editado)
Conforme pasa el tiempo, las partículas se distribuyen por todas las
cámaras y salidas del filtro. (Ver Figura #13)
Figura #13: Alimentación a las Cámaras del Filtro Prensa.
Fuente:Crisostomi, 2010. (Editado)
Lonas
Filtrantes
Placas de
Filtración
Las partículas de lodo se
distribuyen en el filtro durante las
primeras estapas del ciclo. Hay 3 etapas esenciales que
ocurren en un ciclo de filtración
Cabeza
Móvil
Lona
Filtrante Partículas Depositandose en el Filtro
Cabeza de
Alimentación
Alimentación
Filtrado/ Efluente
65
Etapa 1 de Distribución.
Aglomeración de partículas de mayor tamaño sobre las lonas filtrantes. (Ver Figura
#14)
Figura #14: Etapa 1 de Distribución.
Fuente:Crisostomi, 2010. (Editado)
Etapa 2 de Distribución.
Formación de una capa inicial de sólidos. (Ver Figura #15)
Figura #15: Etapa 2 de Distribución.
Fuente:Crisostomi, 2010. (Editado)
Alimentación
Alimentación
Alimentación
Filtrado
Filtrado
Filtrado
Partículas Lona
Con el tiempo, las partículas forman una precapa de sólido
que reduce la capacidad porosa efectiva de la lona filtrante
de refinar el filtrado.
Partículas Lona
Filtrado
Filtrado
Filtrado
Alimentación
Alimentación
Alimentación
En la primera etapa de filtración, las partículas más grandes se
depositan y llenan las aberturas de las lonas filtrantes. Los sólidos
más finos pasan a través de estas, suspendidos en el filtrado.
66
Etapa 3 de Distribución.
Formación de la Matriz de Filtración. (Ver Figura #16)
Figura #16: Etapa 3 de Distribución.
Fuente:Crisostomi, 2010. (Editado)
Etapa de Progresión del Ciclo de Filtración.
En esta etapa se forman las tortas de sólidos, las cuales representan el
medio filtrante final. (Ver Figura #17)
Figura #17: Etapa de Progresión del Ciclo de Filtración.
Fuente:Crisostomi, 2010. (Editado)
LonasFiltrantes
Placas de Filtración
Las partículas sólidas continúan
depositándose sobre el medio
filtrante, hasta que la cámara
está completamente llena. El flujo de filtrado tiende a
bajar durante consolidación
final de la torta de lodos.
Filtrado
Filtrado
Filtrado
Alimentación
Alimentación
Alimentación
Lona Filtrante Partículas
La matriz formada por las partículas de la etapa 2,
permite que las partículas más finas sean atrapadas.
67
Etapa Final del Ciclo de Filtración.
En este punto se observa que el filtrado tiene apariencia clara, y la caída
de presión es alta y se obtienen caudales bajos de líquido. El filtro está
completamente lleno y la operación finaliza. (Ver Figura #18)
Figura #18: Etapa Final del Ciclo de Filtración.
Fuente:Crisostomi, 2010. (Editado)
El residuo sólido contenido en el interior de las cámaras del filtro es
luego soplado con aire comprimido para disminuir su humedad, sin embargo, este
mantiene un porcentaje alto de la misma que no permite su disposición en vertederos
de sólidos y por tanto se convierte en un riesgo para la continuidad operativa de la
planta; ya que representa un residuo no descartable al ambiente, sin embargo es
clasificado como un material no peligroso. En la (tabla # 3), se observa la
caracterización de este lodo donde se refleja la alta humedad y el contenido de
glicerol que este último es el que le da una consistencia pastosa. Este residuo sólido
por sus características químicas es desechado como residuo líquidos, con la
Placas de
Filtración
Placa
Cabezal
Móvil
Lonas Filtrantes
Torta de
Lodos
Placa de
Alimentación
Alimentación
Filtrado/ Salida de
Efluente /Flujo Bajo
68
autorización y clasificación del Instituto Municipal de Ambiente (IMA), sin embargo
desde 2012, se han tenidos restricciones para desecharlos en el vertedero municipal
del municipio Libertador (La Guásima), acarreando un problema en planta para su
disposición final, se ha obtenido permiso para disponerlo en el vertedero del
municipio Guacara (Manorca), con limitaciones en tiempo de lluvia. El no tener
donde disponer este residuo (lodos de Glicerina) y no contar con la capacidad de
almacenamiento del mismo en planta, se atenta contra la continuidad operativa de las
plantas de Glicerina y Saponificación y por ende de la producción de jabón Las
Llaves.
Por lo anteriormente descrito, resulta imperativa la necesidad de
elaborar propuestas y establecer posibles soluciones en cuanto al tratamiento,
generación y disposición de los lodos residuales, considerando diversas alternativas
durante el proceso y aguas arriba a este último.
Tabla # 3 Resultados de la caracterización de los lodos.
Tipo de Analisis Metodo Resultado
Cenizas Covenin 1783-81 16.42%
Humedad Metodo de Estufa 49.07%
Glicerol AOCS Ea 6-51 29.12%
Fuente:Garcés, M. 2014.
4.2.2 Tormenta de ideas
Se realizó una tormenta de ideas de una población de trabajadores de 12
personas, donde están incluidos el operador, el técnico de producción. A los cuales se
les pregunto cuáles son las posibles causas que están afectando la generación de lodos
residuales, en el proceso de tratamiento de aguas residuales, en la línea objeto de
estudio (ver Tabla # 4). A continuación se muestra la tormenta de ideas (Ver
69
figura19 ) arrojada por los trabajadores, en la cual se generalizo las fallas similares,
con un total de 5 fallas, entendiéndose que se le asignó una frecuencia por cada idea
repetida, con un máximo de 12 y que las causas son respuestas de cada trabajador al
ser preguntado.
Figura # 19: Tormenta de ideas
Fuente: Garcés M. (2014)
Como se muestra en la figura #19, los participantes en la tormenta de idea,
mencionaron las posibles causas de la generación de lodos residuales, estos datos de
forma cuantitativa serán tomados para la realización de un cuadro para realizar un
Residuos de
Glicerina
Tiempo de
floculación
% de álcali en
las aguas
glicerinosas
Concentración
del sulfato de
aluminio
Disminución de los
lodos de glicerina
Aguas
Glicerinosas
70
diagrama de pareto, donde cada falla tendrá una frecuencia asignada para así,
determinar las posibles causas vitales que generan el nivel de lodos residuales.
4.2.3 Entrevista no estructurada o informal
Para realizar la entrevista informal, se utilizó la descripción del proceso en el cual se
toman las etapas involucradas en la generación de lodos residuales, para determinar
de manera más directa y con ayuda del operador cuales son las causas asignables a los
problemas que originan la generación de lodos residuales. La entrevista se realizó a
los operarios y técnicos de producción encargados de la generación de aguas
glicerinosas y tratamientos de la misma. La cual fue realizada durante la observación
directa a dichos procesos, y fue basada con planteamientos previos sobre el tema en
cuestión, con el propósito de que cada entrevistado expresara, que está afectando el
buen desarrollo de los procesos. De esta forma la entrevista tuvo las siguientes
características:
- El entrevistador basó sus preguntas en las posibles causas que originan
el nivel de generación y manejo de lodos de glicerina. Enfocándose en la
observación directa y en la tormenta de ideas.
- Las preguntas realizadas dependieron del tipo de procesos. Los
resultados obtenidos fueron elementos de elevada importancia, se describen a
continuación por cada área.
4.3 Fase II: Analizar las causas que originan la acumulación de lodos residuales
en la Planta de Producción de Glicerina.
4.3.1 Diagrama causa y efecto
A continuación se presenta un análisis, mediante el uso del diagrama causa-
efecto, para determinar las causas que influyen en la generación de lodos residuales
en el proceso de tratamiento de aguas glicerinosas.
71
Figura #20: Diagrama Causa y efecto Tratamiento de aguas glicerinosas
Fuente: Garces, M. 2014
En este análisis se describe lo que comprende cada una de las seis categorías en
base al proceso estudiado, para identificar los elementos de cada categoría del
diagrama causa-efectos que influyen en el tratamiento.
Mano de obra: Esta sección comprendió en la verificación del cumplimiento de las
responsabilidades asignadas al personal que allí labora desde el técnico de producción
hasta el operador.
A nivel del operador: La planta estádiseñada para operar las 24 horas del dia, sin
embargo en el tiempo del estudio las condiciones de funcionamientos han sufridos
ciertas modificaciones por fallas en la materia prima.
Maquinaria: En esta categoría se englobaron todos los equipos que
conforman el proceso del tratamiento de aguas glicerinosas.
72
El filtro prensa: Se pudo observar que en cuanto a las condiciones físicas de los
filtros prensas, éstos se encuentra en un estado aceptable. Aunque se identifican
pequeñas fallas a nivel de las lonas de filtración y fallas a nivel de las tuberías que
presentan fugas que afecta la presión de filtración.
Métodos: Incluye desde el procedimiento empleado en la saponificación de grasas,
manejo y disposición de las aguas glicerinosas hasta el análisis de muestras en el
laboratorio de los parámetros de control, tales como: porcentaje de glicerol (%G),
porcentaje de álcali (%Al) y pH, entre otros.
Condiciones de operación: La generación de lodos residuales dependen de las
condiciones de operación las cuales se deben mantener durante todo el proceso de
tratamiento. Las condiciones o variables más críticas que puedan afectar la
generación del mismo, objetivo principal de este proyecto son: tiempo de floculación,
la presión del aire al soplado del filtro, la presión del filtroy el tiempo de filtrado. El
efecto que puede causar más generación de lodos es que no se respete el tiempo de
floculación, el efecto de la presión es que el lodo quede con mayor humedad,
generando problemas en el manejo del mismo.
Medición: Se tomaron en cuenta las mediciones directas realizadas en tanques a lo
largo del proceso para la cuantificación de materiales así como temperatura, tiempo
de agitación y tiempo de reposo.
La medición del pH es importante en esta etapa por lo que se requiere ser
medido por cada bachet, este factor es importante debido a que:
- La lejía debe tener un pH alrededor de (8,5 a 9,0) para garantizar la
completa precipitación del exceso de alumbre, y además evitar la
polimerización de las sustancias orgánicas que aún puedan estar presente en la
lejía.
- Evitar la excesiva formación de espuma durante el tratamiento, ya que
73
según Spitz L. (1990), un pH bajo tiende a la formación de espumas en las
lejías.
Mientras se realizó el estudio no se realizó pruebas de floculación, estas pruebas son
de importancia realizarlas ya que nos van a indicar la dosis óptima de producto
químico para la eliminación de turbidez y color, incluyendo parámetros tales como
ajuste de pH, y el uso suplemental de carbono activado. Los ensayos de jarras,
además, proporcionan abundante información cualitativa sobre el ritmo de
aglomeración como función de la energía aportada (velocidad de paleta), el
asentamiento de la floculación formada y la claridad del agua
glicerinosasupernadante (que puede tener relación con la duración del proceso de
filtrado)
Materiales: En esta sección se incluyeron todos los instrumentos, accesorios y
equipos utilizados en las mediciones, realizadas durante el proceso y en el
laboratorio.
El buen estado de los instrumentos de medición y otros accesorios es
indispensable en esta etapa de tratamiento de agua glicerinosa, debido que ellos son
los que les indican a los operarios si la planta trabaja bajo las condiciones óptimas.
Medio ambiente: Se englobo en esta parte todo lo relacionado con las condiciones
físicas de la planta, específicamente al estado en que se encontraba la misma.
Mediante observación y uso de la planta se determinó que el medio circundante a ella
no presenta ningún factor físico que pueda influir en la generación de lodos
residuales, por lo tanto el medio ambiente no se incluye en el diagrama de causa-
efecto
Luego de hacer un seguimiento de la operación llevada a cabo en esta etapa del
proceso, se observó que la generación de lodos es debido al agua glicerinosa y el
tiempo de floculación. Finalmente se obtiene el diagrama causa-efecto definitivo para
74
esta etapa (ver Figura# 21)
Figura #21: Diagrama Causa y efecto Tratamiento de aguas glicerinosas final
Fuente: Garcés. M, (2014)
A continuación se presenta un análisis, mediante el uso del diagrama causa-
efecto, para determinar las causas que influyen en el control y manejo de los lodos
residuales en el proceso de tratamiento de aguas glicerinosas.
Figura # 22: Diagrama Causa y efecto Manejos Lodos de Glicerina.
75
Fuente:Garcés, M. 2014
Medio ambiente: Se englobo en esta parte todo lo relacionado con las
condiciones del manejo y disposición final de los lodos considerando el impacto que
tiene el mismo en el medio ambiente. Aunque este desecho es calificado por las
autoridades ambientales como no peligroso, su disposición está limitada por ser
considerado como un desecho líquido y no sólido, lo que ocasionalivixacion hacia los
suelos donde se disponen y puede ocasionar alteraciones en el mismo
Maquinaria: La única fuente que se utiliza en la planta para disponer los lodos
residuales son los carretones, que son unos recipientes qu contiene aproximadamente
1000 kg, y la limitaciones es la cantidad que se disponen para esta operación, que si
la rotación o disposición no se cumple como está estimado se podría colapsar el
circuito ya que se cuentan con 15 carretones lo que no es suficiente para un mes de
producción.
Los resultados del diagrama de causa y efecto se presentan de manera gráfica, el cual
permite visualizar claramente el problema central y las posibles causas que lo genera.
4.3.2 Diagrama de Pareto con tormenta de idea
Tomando en cuenta la lluvia de ideas que se realizó en la fase 1 del presente capitulo.
Se realizó un diagrama de pareto donde se tomó en cuenta las fallas mencionadas en
la tormenta de ideas. En este proceso de recolección de datos, se tomaron en cuenta
las causas asignadas por los trabajadores, y se le asignó una frecuencia, por cada vez
que las fallas anteriormente expuestas era repetida (Ver tabla 4). La misma se
realizó con la parte involucrada en el proceso de fabricación de la línea estudio.
Donde se puede apreciar según la teoría del 80-20 cuales son mis fallas vitales y
poder atacar la de mayor frecuencia.
76
Tabla 4: Porcentaje de tormenta de ideas
N° Causas Frecuencia % Acum %
1 Aguas Glicerinosas 12 39.11 39.11
2 Residuos de glicerina 11 61.64 22.53
3 Tiempo de Flloculacion 11 76.02 14.38
4 % de álcalis en las aguas glicerinosas 10 88.56 12.54
5 Concentracion del sulfato de aluminio 5 100 11.44
Fuente:Garcés, M. (2014)
De acuerdo a los resultados obtenidos en el gráfico de Pareto (Ver gráfico #1), se
puede observar que para el proceso de disminución de lodos de glicerina, el 60,00%
de las causas hacen el 76.02% acumulado del efecto: nivel de desperdicio, dichas
causas corresponden a:
Causa 1: Aguas glicerinosas
Causa 2: Residuos de glicerina
Causa 3Tiempo de floculación
En el gráfico de Pareto (Gráfico #1.), se puede apreciar las causas que mayores
incidencias tienen en la generación de lodos de glicerina. Se pueden agrupar en dos
elementos (materia prima, Tiempo de retención) y serian estos los seleccionados para
ser objeto a estudio. Donde la causa 1 y2 está relacionada con la materia prima y la
causa 3 para el tiempo de retención.
77
Gráfico #1: Diagrama de Pareto Disminución de lodos
Fuente:Garcés, M 2014
4.4 Fase III: Elaborar el plan de mejoras que permitirá disminuir y controlar la
generación de lodos residuales de la etapa de tratamiento en la Planta de
Producción de Glicerina.
4.4.1 Descripción de la Propuesta:
En el análisis de la propuesta se tomó en cuenta los diferentes procesos que
intervienen en la generación de lodos de glicerina en el tratamiento de aguas
78
glicerinosas.
4.4.2 Análisis de la propuesta de disminución de lodos de glicerina.
De acuerdo a los datos obtenidos en las fases I y II se obtuvo que gran
parte de la generación de lodos residuales eran originadas por la calidad y tratamiento
de las aguas glicerinosas, razón por la cual se propone un pretratamiento de las
mismas que permite enviar una lejía más limpia a la etapa de tratamiento; para ello se
consideró la suposición de que la adición de ácidos grasos pudiera promover la
reacción de neutralización utilizando la soda cáustica contenida en la fase líquida y
generando un jabón que al separarse por diferencia de densidad y por disminución de
la solubilidad (debido a la cantidad de cloruro de sodio disuelto), solidifica con una
gran cantidad de residuos sólidos ocluidos en su interior.
Para verificar que la reacción ocurre efectivamente se realizaron múltiples
ensayos con cantidades específicas de ácidos grasos en una cantidad fija de agua
glicerinosa, para las diversas mezclas de grasas utilizadas en la preparación de jabón
a nivel industrial tales como, mezcla panela y mezcla sol, estas cantidades de ácidos
grasos van a neutralizar la soda caustica presente en las aguas proveniente de la
saponificación de las mezclas grasas, con el objetivo de neutralizar las aguas
glicerinosas, con el objetode la neutralización, esto implica un mayor consumo de
ácido grasos para disminuir el % de NaOH, obteniéndose varios resultados (Ver
Tabla #5) que al correlacionarse mostraron el comportamiento que se observa en
elGráfico #2. Cabe destacar que se reporta el gráfico con los resultados que
proporcionaron el mejor coeficiente de correlación lineal (Mezcla SOL).
79
Gráfico #2: Gráfico de % NaOH vs. Masa AG / Aguas Glicerinosas: SOL.
Fuente:Garcés M, 2014.
Tabla #5: Resultados de la Adición de Ácidos Grasos.
# Masa de AG (Gramos) % NaOH pH1 0 1,184 12,72 15,0235 0,765 11,433 25,2712 0,505 10,494 35,388 0,35 8,335 36,5123 0,311 7,316 55,4346 0,295 7,25
Fuente: Garcés, M. 2014.
80
Al realizar en ensayo estequiométrico por titulación ácido- base, se obtuvo la (Tabla
#5) mostrada anteriormente; la cual permite observar que la adición de ácidos grasos
consume la soda cáustica disuelta en las aguas glicerinosas y a su vez va
disminuyendo el pH de la misma; con esto se consigue que la materia que no
saponificó en la planta de saponificación sea transformada en jabón y se retiren las
partículas sólidas suspendidas. En el ensayo que corresponde a la adición de ácidos
grasos en la proporción calculada por la estequiometria y se puede observar que una
adición por encima de 55,4346 g, de ácidos graso, genera que (a la temperatura de
trabajo 90°C), no se tenga un consumo relevante de soda cáustica; es por ello que se
considera que la correlación obtenida puede aproximar el consumo estequiométrico.
Por otro lado la Gráfico #3 siguiente muestra el cambio en el pH de la fase líquida.
Gráfico #3: Gráfico de Cambio en el pH para la adición de Ácido Grasos.
Fuente: Garcés M, 2014.
El gráfico anterior permite observar que con las cantidades estequiométricas el pH
resultante es casi neutro (≈7,31).
81
Para confirmar la disminución de los sólidos suspendidos y observar que tipo de
consecuencia tiene la neutralización sobre las característica más importante de las
aguas glicerinosas; es decir el contenido glicerol, se realizaron los análisis
(utilizandoel método USP XXIII Año 1995 y el Método de la AOCS Ea 6-51) antes
y después del pre-tratamiento para determinar el porcentaje de glicerol y de opacidad.
En la Tabla #6, a continuación se muestran los resultados obtenidos para las aguas
glicerinosas SOL y Diamante.
Tabla #6: Resultados Pre y Post-Tratamiento para Glicerol y Opacidad.
Sustancia % Glicerol %Opacidad% Aum.Glicerol
%Red.OP
Lejía SOL 25,36 3,54
Lejía SOL Pretratada 28,95 3,22
Lejía Diamante 24,09 4,28
Lejía Diamante Pretratada 27,83 3,483,74 0,8
3,59 0,32
Fuente: Garcés, M. 2014.
A partir de los resultados obtenidos para los análisis, se observa que efectivamente el
porcentaje de opacidad disminuye, por lo tanto la cantidad de sólidos suspendidos en
la fase líquida es menor a la inicial, para un mínimo de 9% en términos de turbidez;
esto se traduce en una menor generación de lodos residuales después del tratamiento.
Por otro lado, también se observa que el porcentaje de glicerol aumenta, esto se puede
atribuir a que ocurre una segunda reacción además de la neutralización. Los ácidos
grasos utilizados en Planta Limpieza contienen un porcentaje minoritario de ésteres
de ácidos grasos, los cuales saponifican cuando se adicionan a las aguas glicerinosas
y por tanto generan glicerol a través de la reacción siguiente:
82
Finalmente, se realizó una estimación para determinar el ahorro aproximado de ácido
clorhídrico durante el tratamiento de las aguas glicerinosaspretratadas. A
continuación en la Tabla #7, se muestra los valores obtenidos.
Tabla #7: Estimación del Ahorro de Ácido Clorhídrico – AG SOL.
Vol HCL (mL) pH Vol HCL (mL) pH
0 12,53 0 7,47
1 12,48 0,5 5,4
2 12,31 0,75 4,93
3 12,01 1 4,33
4 10,69 - -
5 7,09 - -
6 5,29 - -
6,5 4,17 - -
Agua Glicerinosa No Tratada: SOLAgua Glicerinosa Tratada:SOL
% Ahorro de Ácido Clorhídrico 85%
Fuente: Garcés, M. 2014.
83
En los resultados obtenidos para la neutralización a nivel de laboratorio, la estimación
del ahorro de ácido clorhídrico proveniente de la neutralización con el agua
glicerinosa pretratada vs el agua glicerinosa proveniente del área de saponificación
sin tratar, fue de un 85% del utilizado con las aguas glicerinosas no tratadas; lo que
representa un beneficio por la disminución de un reactivo de alto costo y
peligrosidad. El Gráfico # 4 siguiente modela el comportamiento de la solución.
Gráfico #4: Curva de Neutralización Agua Glicerinosa: SOL.
Fuente: Garcés,M. 2014.
Para el escalamiento a cantidades industriales se realizaron los cálculos
estequiométricos con una base de 50.000 Kg de aguas glicerinosas que se tratan en la
planta de glicerina por día y para un porcentaje dentro de especificación de 0,8% de
alcalinidad, y se estimaron los beneficios alternos obtenidos por la aplicación del pre-
tratamiento. Los resultados obtenidos se muestran en la Tabla #8, a continuación.
Tabla #8: Resumen de Resultados para el Pre-Tratamiento de AG.
84
Cantidad de Ácidos Grasos (Kg/Día) 3.295,74
Cantidad de Ácidos Grasos (Kg/Mes) 72.506,28
Ácido Clorhídrico Ahorrado (Kg/Día) 661,3
Ácido Clorhídrico Ahorrado (Kg/Mes) 14.548,60
Ahorro por Concepto de Ácido Clorhídrico (Bs.F/Mes) 32.879,84
Costos por Concepto de Ácidos Grasos (Bs.F/Mes) 27552,39
Capital por Concepto de Ahorro de Materia Prima (Bs.F/Mes) 5327,45Fuente: Garcés, M. 2014.
Cabe destacar que los resultados obtenidos anteriormente son estimaciones y pueden
presentar una ligera variación al momento de realizar la corrida a nivel industrial.
4.4.3 Descripción de la Propuesta manejo y control de los lodos:
En el análisis de la propuesta para el control y manejo de los lodos de glicerina se
tomaron en cuenta las variables ambientales que interviene en el mismo.
4.4.4 Análisis de la propuesta de control y manejo de lodos de glicerina.
Tomando en cuenta los estudios realizados
Los lodos desde un principio se han desechado en los vertederos municipales
por considerarse un material no peligroso, sin embargo dada la situación actual de los
entes gubernamentales con las empresas privadas, se considera como una de las
opciones viables, diluir el lodo y enviarlo a la planta de tratamiento de aguas
residuales (PTAR) mezclándolo y tratándolo como aguas industriales del proceso
Con el propósito de disponer todo el lodo generado en planta de glicerina se
realizaron una serie de diluciones para determinar la más óptima sin afectar el
funcionamiento de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) ver tabla #
, se realiza prueba de jarra esta prueba es una adaptación de la norma española
(NOM-053-SEMARNAT-1993), simulando el tratamiento físico químico que
consiste en tratar la muestra con sulfato de aluminio y un polímero, para mejorar la
85
floculación y así eliminar todo tipo de impurezas presentes en el agua, así determinar
la mejor dilución que no altere las condiciones de trabajo, una vez realizado las
pruebas de jarra se evalúa en un reactor biológico este proceso nos va ayudar toda la
metería orgánica presente en el agua, este proceso se realiza con una bacteria
Se realizaron varias mezclas de los lodos que van desde un 0.25% hasta 2% y se
determinó cuanta cantidad de floculantes y polímeros se les agregaría para la
adecuación para la disposición de los lodosen el tratamiento físico-químico de la
muestra, como se observa en la tabla # 9.
Tabla#9: Tratamiento físico-
químico
Fuente:Garcés, M. 2014
Una vez realizado las mezclas se caracterizan para determinar las variaciones
de las mezclas en las aguas residuales que están entrando a la planta de tratamiento
en condiciones normales como se observa en la tabla # 10, y en la gráfica # 5 se
observa el comportamiento de los resultados a medida que se incrementa la dilución,
sin embargo la PTAR puede trabajar con estos valores de DQO, sólidos y pH..
Tabla #10, Análisis de los lodos de glicerina en la PTAR.
86
AnálisisLodos al 0,25
%Lodos al 0,50
%Lodos al 0,75
%Lodos al 1
%Lodos al 1,50
%Lodos al 2
%
pH 7,07 ± 0,05 7,31 ± 0,10 7,25 ± 0,08 7,47 ± 0,07 7,66 ± 0,13 7,92 ± 0,13
ST2378 ± 137,49
4313 ± 207,89 5259 ± 258,215998 ± 313,96
10741,± 742,46
13862 ± 871,16
SDT1031,85 ±
71,941267,78 ±
98,741264 ± 25,23
1392 ± 146,53
2517 ± 287,37
3083 ± 292,76
SST788,89 ± 100,37
1223,61 ± 140,23
1358 ± 102,321584 ± 170,03
3310 ± 256,83
4953 ± 381,81
Cloruros217,78 ±
16,22377,06 ±
17,36425,36 ± 21,36
534,17 ± 60,50
994,66 ± 39,03
1583 ± 82,70
DQO2087,67 ±
93,202256,67 ±
24,682308,25 ±
25,962314 ± 38,09
3348 ± 110,99
4070 ± 146,44
Dilución de lodo de Glicerina
Fuente: Garcés, M. 2014
Gráfico #5: Análisis de los lodos de Glicerina en la PTAR
Fuente:Garcés, M. 2014
Una vez realizado los análisis se simula un reactor biológico a nivel de
laboratorio, simulando las condiciones del reactor biológico de la PTAR con el
porcentaje inicial de contenido de bacteria y el tiempo de retención en el mismo de
87
las aguas, luego se realiza los análisis de solidos disueltos totales y demanda química
de oxigeno considerando para este proyectos como los mas críticos en el proceso
obteniéndose resultados dentro de parámetro cumpliendo con las especificaciones
exigidos por las autoridades ambientales para los efluentes que va a la red pública,
como esta establecido en la Normas para la clasificación y control de la calidad de
las aguas de la cuenca del Lago de Valencia. (Decreto N° 3219). En los gráficos se
observa el comportamiento de cada mezcla.
Tabla# 11: Sólidos Disueltos Totales
PromedioDesviación Estandar
PromedioDesviación Estandar
M 1 2125 620 930 268M 2 3000 1239 650 35M3 3300 290 856 456M 4 3003 1028 172 152M 5 5066 1781 856 500M 6 3323 2479 735 267
MEZCLA RESIDUO
Mezcla Tratamiento Biológico
Fuente:Garcés, M. 2014
Gráfico # 6:Gráfico Solidos Disueltos Totales.
88
Fuente:Garcés, M. 2014
Tabla: 12. Demanda Química de Oxigeno
Promedio DE Promedio DE Promedio DEM 1 10693 7660 1413 572 140 233M 2 10420 6132 1643 610 173 274M3 11193 9219 1771 720 203 185M 4 9296 5931 1926 786 200 272M 5 10673 4814 2923 1442 246 351M 6 11636 7855 2696 368 226 349
MEZCLA RESIDUO
MezclaTratamiento Fisicoquímico
Tratamiento Biológico
Fuente:Garcés, M. 2014.
Gráfico#7: Gráfico Demanda Química de Oxígeno
Fuente:Garcés, M. 2014.
4.5 Fase IV:Realizar un análisis costo-beneficio de las estrategias propuestas
La aplicación de beneficios para el desarrollo coordinado y satisfactorio del
control y manejo de lodos de la empresa Alimentos Polar Planta Limpieza, requiere
89
de una serie de utilidades, las cuales son descritas a continuación:
4.5.1Factibilidad Operativa:
Al respecto, se puede decir que es totalmente factible operacionalmente; ya que
la empresa Alimentos Polar Planta Limpieza, cuenta con el personal necesario para
la Aplicación de las mejoras productivas del proceso, y los cambios necesarios en la
planta de tratamiento de aguas residuales y para realizar la dilución en planta
glicerina para manejar satisfactoriamente los lodos:
4.5.2 Factibilidad Material:
Con relación a los costos materiales, se determina que el desarrollo del proyecto
se requiere de la actualización y compra e instalación de equipos y tuberías (Ver
tabla #13):
Tabla Nº 13, Recurso Material
Ítems. Pieza Costo (Bsf)Cant.
RequeridaTotal
1 Bomba 580000 1 5800002 Tanque de capacidad 100 lts. 180000 1 1800003 Agitador 45000 1 450004 Tuberia 3000 100 300000
TOTAL 808000 103 1105000 Fuente:
Garcés, M (2014).
Con relación a lo anterior, debido a que se trata de una propuesta
relacionada al mejoramiento en el manejo de lodos generados en la etapa de
tratamiento en planta glicerina, para la disposición final de los mismos, se puede
determinar que el requerimiento es sustentable con relación a los costos generados
por pagos a terceros para la disposición de estos lodos.
90
Como bien se ha dicho, la empresa requiere disponer de los lodos de una manera que
no cause degradación al ambiente, tener un adecuado manejo de los lodos y eliminar
de raíz una posible amenaza de mantener la operatividad en planta de jabones.
4.5.3 Beneficios:
Por otro lado, la implementación de la propuesta de trabajo permitió la obtención
de beneficios tales como
• Disposición de los lodos en tiempo real de su generación sin depender
de la disponibilidad de un tercero.
• Un manejo adecuado de los lodos asegurándose de no degradar el
ambiente como lo establece las políticas de la empresa
Se puede observar en la tabla 13, que el costo total de implementación es de
Bsf. 1.105.000 y el costo por disposición final es de Bsf. 936.000, anual, más el
risgo de parada de planta que ocasionaría pérdidas a nivel de producción de glicerina
que equivalen en 2.520.000. Bsf en un mes.
En el mismo orden de ideas, se tiene que el tiempo de recuperación de la
inversión (costo total), es en 14,5 meses, ya que el costo asociado al plan de mejoras
es poco significativo en relación al costo por disposición final y al costo de la mejora.
91
CAPÍTULO V
CONCLUSIONES
1. Como resultado de la investigación, es posible concluir con respecto a la
etapa de tratamiento de agua glicerinosa en la planta de glicerina de Alimentos
Polar, las principales causas que generan el nivel de lodos: La materia prima en
este caso es el agua glicerinosa proveniente de la planta de saponificación
contenga impurezas insolubles y restos de jabón debido a un deficiente lavado
del jabón.
2. La adición de los residuos de glicerina que provienen de la etapa de
destilación este influyendo en la generación de lodos en el tratamiento alcalino
otra causa posible es el tiempo de floculación.
3. La propuesta de disminución permite eliminar un porcentaje aproximado
del 0,8% de la opacidad provocada por los sólidos suspendidos en las aguas
glicerinosas y separarlo como jabón de reproceso, lo que se traduce como una
menor cantidad de lodos residuales
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4. La adición de ácidos grasos a las aguas glicerinosas promueve la
reacción de neutralización, disminuyendo así el porcentaje de soda en las
mismas, por lo que se genera menos lodos en el tratamiento alcalino.
5. Refiriéndonos a los resultados arrojados en el estudio de control y
manejo de los lodos residuales generados en la etapa de tratamiento podemos
concluir:
� En los lodos de glicerinas las variables fisicoquímicas se mantienen
constantes hasta una dilución del 1 %.
� En la mezcla residual el lodo hasta el 2 % es asimilado en su totalidad,
ya que no se observan tendencias entre los análisis de las mismas.
� Esta dilución no genera cambio en la calidad de los efluente, como se
observa un incremento en el DQO, en el tratamiento físico-
químico, en el reactor biológico se obtiene valores dentro de
especificación
Después de haber observado los resultados podemos llegar a la conclusión, qe que si
se puede disponer los lodos residuales provenientes de la etapa de tratamiento de la
planta de glicerina en la PTAR, ya que los mismos no generan cambios significativos
en la calidad de los efluentes, dándole cumplimiento a la política ambiental de
Empresas Polar, y así eliminar el riesgo de la continuidad operativa, al no poder
disponer los mismo en los vertederos municipales.
93
RECOMENDACIONES
Luego de las conclusiones a las que se llegó en este estudio, se muestran a
continuación una serie de acciones adicionales recomendadas por los investigadores:
1. Instruir a los operarios de la planta acerca de los fenómenos físicos-
químicos que ocurren en la etapa de tratamiento para garantizar un mejor
desempeño en el área de trabajo
2. Antes de realizar la filtración del tratamiento alcalino, recircular la lejía
tratada con soda por el filtro prensa, con la finalidad de curar, mientras esté
disponible un solo filtro.
3. Evaluar otras propuestas como la instalación de un incinerador para
tratar los lodos generados en planta y así eliminar toda la humedad y volátiles
presentes en el mismo
4. Evaluar la factibilidad de usar los lodos como abonos, aunque esto
94
implicaría realizar un estudio de suelo para determinar su biodegrabilidad.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Alvarado L, Betancourt C, Salama I, Torrealba V. (2009). Evaluación de Proyectos
de Inversión. Universidad de Carabobo. 6ta. Edición Junio 2009.
Arias, F (2012). El Proyecto de Investigación. Introducción a la Metodología
Científica. Editorial Episteme. 6ta Edición.
Araujo, R. (2010). Propuesta para Mejorar el Proceso de Barnizado Interno,
en la Línea de Fabricación de Envases de Aluminio para Bebidas de 12 Onzas
en la Empresa Cervecería Polar C.A. Planta Súper envases
Cachutt, M (2011). Disminución de Desperdicios en una Línea de Producción de
Pasta de Tomate Caso: Procesadora Naturalyst, Trabajo de grado. Universidad
de Carabobo. Mayo 2011.
Calderón, E. (2009). Mejora de Procesos en una Imprenta que Realiza Trabajos de
Impresión Offset Basados en la Metodología Six Sigma. Trabajo de grado.
Universidad Católica del Perú. Marzo 2009.
95
Chango, L. (2009). “Mejoramiento de una Línea de Producción de Estanterías de
Almacenaje para Uso Industrial Mediante la Técnica de las 5 S”. Trabajo de
grado. Escuela Superior Politécnica del Litoral Guayaquil Ecuador. Mayo
2009.
Crissostomi, E. (2010) Desarrollo del proceso de adecuación de lodos residusles de la
etapa de tratamiento en la planta de pproduccion de glicerina de APC Planta
Limpieza Valencia Trabajo de grado. Universidad Nacional Experimental
Politecnica “Antonio José De Sucre”
Casadiego, O. (2009). de OLX: http://www.olx.com.ve/q/negocios/c-210
Hernández, J. (2009). Propuesta de mejora para Reducir la Perdida de Producción en
el Área de Productos Entubados de la Planta Pirelli de Venezuela, C.A. Trabajo
de grado. Universidad José Antonio Páez. Octubre 2009.
Ishikawa, k. (2013) ¿Qué es el control total de la calidad? Mayo 2013. Disponible en
www.eured.com
Maquiavelo, N. (2013). Diagrama de Pareto y Ishikawa, técnicas y herramientas de la
calidad. Disponible en: www.tuapoyogerencial.com
Morales, J (2012). La Mejora Continua. Disponible en www.conductitlan.com.
Consultado en Diciembre de 2012.
Osta, R (2013) Propuesta de un plan de mejoras para la reducción y control del
desperdicio generado por el proceso productivo de la empresa Co.Ve.Co, C.A,
Trabajo de grado. Universidad José Antonio Páez 2013
Pacheco, A (2013) Programa Permanente de Mejoramiento de la Productividad.
Disponible en:www.productividad-ppmp.com
Reyes, P (2013). Manufature Lean. Disponible en: www.icicm.com
Sabino, C. (2002). Metodología de la Investigación. Caracas: Editorial:
Ovol.
Senn, J. (1996). Técnicas de Investigación. Valencia: Editorial: Ro-mor.
96
Tamayo, T. y. (1983). Métodos de Investigación Científica. Caracas:
Editorial: Ovelio.
Universidad Politécnica de Valencia-España. Metodología para la Mejora de la
Gestión de Centros Educativos. Disponible en: www.viveceaq.com. Consultado
en Diciembre 2013.
Wade, L. (2006), Química Organica.5° Edición. Barcelona, España. Pearson.
97
ANEXOS
ANEXO A
98
Diagrama de Flujo de la Etapa de
Tratamiento
99
ANEXO B
Diagrama de Flujo de la Etapa de Evaporación
100
ANEXO C
Diagrama de Flujo de la Etapa de Destilación
101
ANEXO D
Diagrama de Flujo de la Etapa de Acabado
102
ANEXO E
Diagrama de Instrumentación y Tuberías Etapa de Tratamiento
103
ANEXO F
Diagrama de Instrumentación y Tuberías de la Etapa de Evaporación
104
ANEXO G
Diagrama de Instrumentación y Tuberías de la Etapa de Destilación
105
ANEXO H
Diagrama de Instrumentación y Tuberías de la Etapa de Acabado
106
ANEXO I
Placa de Filtración
107
ANEXO J
Preparación del lodo de glicerina
108
ANEXO K
Mezcla del lodo de glicerina con las aguas de PTAR
109
ANEXO L
Tratamiento fisicoquímico mezcla del lodo de glicerina con las aguas de PTAR
110
ANEXO M
Tratamiento Biológico
111
ANEXO N
Tratamiento Biológico