DOCENTE: Ing. Mg. Juan Carlos Ponce Ramrez
CAPITULO III
DISEO DEL SISTEMA DE PROCESO
1. Sistema de proceso
El sistema de proceso o Ingeniera del
Proyecto viene a ser el estudio de la
tecnologa que es un conjunto de
conocimientos de carcter tcnico y
cientfico que permite determinar el
proceso productivo para la utilizacin
racional de la materia prima e insumos
disponibles destinado para la
fabricacin de una unidad productiva.
La ingeniera tiene la responsabilidad de
elegir el proceso productivo del proyecto,
cuya disposicin en planta conlleva a la
adopcin de una determinada
tecnologa para la instalacin de obras
fsicas y de servicios bsicos, de acuerdo
a los equipos y maquinarias
seleccionadas.
Las plantas de procesamiento agroindustrial tiene como finalidad tcnica la de
convertir materias primas perecederas en productos agroindustriales ms o
menos estables, utilizando mtodos seguros para sus procesos de transformacin
y conservacin, asegurando una elaboracin higinica de los alimentos (Casp,
2005)
2. Estudios previos
Los estudios previos parten de los resultados obtenidos de estudios como:
Disponibilidad de materia prima,
Demanda insatisfecha del producto terminado,
Tamao de planta escogido consignar la capacidad productiva;
La macro y micro localizacin de la planta condicionara el rea deinfluencia y
Por tanto la planificacin del abastecimiento de materia prima y
Diseo de planta y
Plan de ventas tentativo que se plantee en el estudio de mercado,condicionar el plan de produccin de la planta.
Estos estudios estn conformados de la siguiente manera:
1. Estudio preliminar de materias primas
2. Estudio preliminar de productos terminados
3. Estudio preliminar de las alternativas diferentes en Tecnologa deprocesamiento e ingeniera de alimentos
El anlisis y evaluacin de las alternativas requiere conocer informacin
bibliogrficos y en algunos casos, los datos de estudios del laboratorio dedesarrollo de proceso o de planta piloto de experimentacin.
Una representacin de esta informacin es el flujo grama de proceso, el cual
puede ser muy til. El proceso es especialmente prctico cuando usan los
flujos gramas de proceso, los balances de materia y energa en forma dediagramas.
2.1.1. Estudios previos de materia prima y producto terminado
Por otro lado, los estudios de materias primas deben considerar lo siguiente:
Disponibilidad y ubicacin de las materias primas, lo cual tendr gran influenciasobre la ubicacin de la fbrica de alimentos.
El sistema de procesamiento de alimentos correspondiente.
El coste de la materia prima y su transporte. Esto podra influenciar en la
produccin y la comercializacin de las materias primas en la zona o la regin
donde la planta de alimentos estar ubicada. Por ejemplo: Procesar frutas donde
existe un mercado habitual para el consumo en fresco. Sin embargo, ste puede
ser un problema cuando un competidor aumenta los precios de la materia prima
en fresco. En otra situacin, podra ser necesario producir la materia prima al
fresco, debido a la falta de una materia prima apropiada en la zona donde laplanta de alimentos est ubicada.
Definicin, especificacin o la caracterizacin de las materias primas ms
apropiada para el procesamiento en productos alimenticios deseados. En estos
estudios, las posibilidades tecnolgicas para el procesamiento de materias primasdeben ser incluido.
Los estudios de los productos terminados alimenticios deben incluir lo siguiente:
La caracterizacin de los productos (tan profundo como sea posible),Incluyendo los aspectos legales y comerciales, as como su consumo. El objetivo
es definir la calidad tcnica, legal y comercial de cada alimento que elproyecto fabricara.
Los estudios de los productos terminados alimenticios deben incluir lo siguiente:
El anlisis de mercado de los productos a estudiar sobre la base de la calidad yespecificaciones. Por ejemplo, en una caja de leche esterilizada, sera
importante analizar las cualidades de los tipos de leches: Leche entera,
semidescremada o descremada. Este anlisis de mercado debe incluir el
anlisis de competidores de cada producto, determinar su tecnologa, y siposible, su reaccin probable ante el proyecto.
Los estudios de los productos terminados alimenticios deben incluir lo siguiente:
Estudio de la respuesta sobre el precio de producto, as como las dificultades ensu distribucin y suministro del producto de acuerdo a las diferentesespecificaciones.
Adems de esas consideraciones antes mencionadas se debe incluir informacin
como la demanda de producto, volumen de produccin de acuerdo con lasespecificaciones del Producto alimenticio valorado.
MP BUENA
CALIDAD
PROCESOS
CONTROLADOS
ALIMENTOS
BUENA CALIDAD
MP MALA
CALIDAD
PROCESOS
CONTROLADOS
ALIMENTOS
MALA CALIDAD
MP BUENA
CALIDAD
PROCESOS NO
CONTROLADOS
ALIMENTOS
MALA CALIDAD
Figura 3.1: Los procesos de produccin y la calidad de los productos.
3.3. PROCESO DE PRODUCCION O TECNOLOGIA DE PROCESO
El proceso de produccin se define como la forma en que la materia prima y los
insumos son transformados en un producto final mediante la participacin de una
determinada tecnologa, entendindose desde el punto de vista prctico como
tecnologa a la combinacin de mano de obra, equipos y/o mquinas, mtodos y
procedimientos que permitir mediante un conjunto de conocimientos tcnicos ycientficos la transformacin de la materia prima a producto final.
3.3. PROCESO DE PRODUCCION O TECNOLOGIA DE PROCESO
Las etapas de un proceso de produccin de alimentos son actividades unitarias,
donde se dan cambios fsicos, trasformaciones qumicas o ambos, de acuerdo a
determinadas condiciones de operacin: presin, temperatura y otras. (Prez,2009)
Existe un rendimiento, una conversin y una selectividad, dependiendo de la
actividad unitaria. Cada actividad unitaria requiere un equipo principal y equipos
complementarios. El proceso industrial es conceptual y se operativiza en unainstalacin industrial (planta). (Prez, 2009).
CLASIFICACIN DE LOS PROCESOS DE PRODUCCIN
a. Segn el Flujo
Es aquel, cuando ciertos productos con diseo bsico relativamente
estable en el tiempo y estn destinados a un gran mercado permitiendo
una produccin para existencias o para stocks. Este proceso deproduccin est asociado a bajos costos unitarios.
Ejemplo. Fabricacin de jugos (Frugos), leche evaporada (Gloria), cerveza(Cristal), gaseosa (KR), etc.
i. Proceso de Produccin en serie
CLASIFICACIN DE LOS PROCESOS DE PRODUCCIN
a. Segn el Flujo
ii. Proceso de Produccin por pedido
Es aquel cuando la produccin sigue secuencias que hacen necesarias su
flexibilizacin a travs de mano de obra y equipos suficientemente dctiles
para adaptarse a las caractersticas del pedido. Este tipo de proceso
afecta los flujos econmicos por la mayor especialidad del recursohumano y por las mayores existencias que ser preciso mantener.
Ejemplo. Industrias Alimentarias SRL que fabrica mermelada para G.W.Yichang & Cia con la marca Florida
iii. Proceso de produccin por Proyecto
Es el que corresponde a un producto complejo de carcter nico que con tareas
bien definidas en trminos de recursos y plazos, da origen a un estudio de
factibilidad complejo. Ejemplo: Complejo azucarero (Pomalca), complejoaceitero (Palma del Espino), Industria del esparrago, etc.
b. Segn la existencia en el Mercado
i. Procesos convencionales o de dominio pblico:
Es aquel cuya tecnologa ya se conoce. Ej. Industria chocolate,pasta de cacao, Nctar, yogurt, aceite etc.
b. Segn la existencia en el Mercado
ii. Procesos Novedosos originales o no convencionales:
Se refiere a aquellos procesos recin descubiertos. Eje. Polmerosbiodegradables, empaques inteligentes.
b. Segn la existencia en el Mercado
iii. Procesos Obsoletos:
Se refiere a aquellos procesos que ya no son competibles en el
mercado porque existen otros de mayor competitividad. Eje.
Produccin de aceite en botellas de vidrio, elaboracin debombones artesanales.
c. Segn el tipo de Producto:
Esta clasificacin se hace en funcin al tipo de bienes y/o servicios que sevan a producir.
- Procesos extractivos.
- Procesos de transformacin qumica.
- Procesos de transformacin alimentaria
- Procesos de transformacin fsica.
- Procesos de transporte.
- Procesos de salud, etc.
c. Segn la mano de obra o el capital
i. Tecnologa intensiva en mano de obra
Es aquella tecnologa donde se combinan la mano de obra, el uso
de equipos y/o mquinas y los mtodos o tcnicas de
procesamiento, siendo mayor en la mayora de los casos, cuando se
trata de pases en vas de desarrollo la utilizacin de mano de obra yen los pases desarrollados el uso de mquinas y equipos.
c. Segn la mano de obra o el capital
ii. Tecnologa intensiva en Capital
Es aquella tecnologa donde predomina de los 3 factores el uso deequipos y/o mquinas, se clasifican en cuantitativas y cualitativas
a. Cuantitativa
Por que predomina un mayor nmero de equipos y mquinas.
c. Segn la mano de obra o el capital
ii. Tecnologa intensiva en Capital
b. Cualitativos
Por qu est en funcin a un mayor grado de automatizacin.
Los distintos tipos de procesos productivos pueden clasificarse en
funcin de su flujo productivo o del tipo de producto que se est
trabajando teniendo en cada caso efectos distintos sobrecorrientes de fondo, es as que:
c. Segn la mano de obra o el capital
* Cuando existe mayor mano de obra en un proceso productivo esmenor el costo de equipos y maquinas.
* Cuando existe menor mano de obra y existe mayor uso de equipos ymaquinas es mayor el costo de estas.
Evaluacin para la seleccin de tecnologas de proceso
Estudiar las materias primas y
productos terminados generalmente
apoya el Inters en obtener la
informacin adicional sobre tecnologa de proceso e ingeniera.
Si los resultados muestran que el proyecto
es digno de continuar, una evaluacin
bibliogrfica y/o estudios de laboratorio
deben ser llevados (Giral et al.., 1979; Peters
y Timmerhaus, 1991).
Los datos mximos y la informacin
relacionados a los sistemas de
procesamiento de alimentos, la tecnologa
y las alternativas de ingeniera sonadquiridos en esta etapa.
a) Descripcin de tecnologa de proceso e ingeniera
En las alternativas tecnolgicas, analizar su influencia sobre la calidad de
producto, si el balance de masa y energa mantienen su equilibrio, se ver el
rendimiento de productos terminados, gastos de energa y formacin dedesperdicios.
La descripcin aproximada de instalaciones auxiliares o sistemas (La
energa, el manejo de materiales, los sistemas de control necesarios,etc.).
Para obtener informacin y fuentes bibliogrficas usar normalmente:
Revistas especializadas sobre ciencia, tecnologa eIngeniera de alimentos.
Libros de Tecnologa e ingeniera de alimentos (Bartholomai,1987).
Boletines de equipo del procesamiento de alimentos y otrosfolletos.
b) Estudios de planta Piloto
Cuanto un equipo de investigacin ha desarrollado un nuevo
producto o de inters para industrializarlo hecho a nivel de laboratorio,
es necesario valorar la documentacin correspondiente y necesaria
que permite que el ingeniero de planta desarrolle la tecnologa
apropiada y la ingeniera tanto como el diseo del sistema delprocesamiento de alimentos.
Durante la experimentacin de planta piloto, la informacin y los datos que fueron
obtenido antes de laboratorio y de referencias de literatura son aplicados para
conseguir un diseo exacto; muchas hiptesis son demostradas y la mejor
informacin sobre las series de factores de proceso y parmetros es obtenida
(incluyendo algunos parmetros de diseo de equipo y las condiciones deprocesamiento apropiadas necesarias para el producto).
Los estudios de planta son estudios de simulacin fsicos, comparado con las
simulaciones matemticas en una computadora (todava no es usada mucho en
estudios de procesos en la industria de alimentos) y la simulacin de una planta decomida entera o el procesamiento de alimentos.
El sistema (o parte de una operacin de unidad) estn tendidos en el hecho de
que es ms fcil y ms barato experimentar en la computadora o a nivel de planta
piloto que en el nivel industrial. Por ejemplo, para determinar las condiciones de
secado ms apropiadas para un nuevo producto, es necesario experimentar en
una planta piloto de secado ya que los costos de explotacin son ms bajos que
en una planta industrial y el margen de la operacin es ms grande. En este caso,
lo ms que la velocidad del aire suficiente, condiciona la temperatura operativa, lacarga de cama de secado, etc. pueden ser determinados.
En algunos casos, si el modelo fsico de la planta piloto es demasiado simple,
solamente las tendencias en el comportamiento de proceso son deducidas.
En otras palabras, los resultados no pueden ser exactamente reproducidos en
un nivel industrial.
En otros casos, puede haber un modelo matemtico que representa el proceso,
pero esto es solamente visto ocasionalmente en la industria de alimentos,
principalmente con nuevos productos donde ningunos datos estn disponibles
de las fuentes de informacin diferentes. Si un modelo matemtico existe la
simulacin fsica en una planta piloto no es necesaria ya que puede ser hechaen una computadora, sin duda alguna un enfoque ms barato.
c) Proyecto final de un sistema de procesamiento de alimentos ydiseo de planta de alimentos
Lo siguiente puede ser definido como informacin y datos
presentados en documentos correspondientes a estudios anterioresmencionado y del anlisis de las diferentes alternativas:
Balances de Masa y energa de sistemas
de procesamiento de alimentos y suscorrespondientes flujogramas.
Especificaciones de equipo del
procesamiento de alimentos y sistemasauxiliares necesarios.
La inversin total necesaria (Con el errorms bajo que 30 %) y su evaluacin
econmica.
El Anlisis del Proyecto preliminar de Planta de alimentos determina sila solucin adoptada puede ser usada en la planta a construirse.
Si es as, entonces es necesario describir la planta de procesamiento
de alimentos en un nivel de ingeniera detallado en orden cubrir los
requisitos del proyecto final, y calcular la inversin requerida con lacierta exactitud.
En otras palabras, usando la informacin y los datos de los estudios
previos nosotros podemos definir la mejor alternativa deprocesamiento de alimentos
Luego de la seleccin el diseo de planta deber incluir:
1. Dibujos de diseo optimizado del procesamiento de alimentos necesario
(incluyendo la energa y los ahorros de agua y las razones del grado deautomatizacin), la calidad de producto,
2. Documento de especificaciones tcnicas (donde especificaciones para
componentes de la solucin adoptada son descrito en el detalle), ademsse debe considerar:
o Sistema de lavado CIP.
o Sistemas de manejo de energa (vapor y refrigeracin e instalacioneselctricas).
o Sistemas de Control.
Luego de la seleccin el diseo de planta deber incluir:
El documento de dibujos detallado como el diseo y distribucin de las
diferentes rea; requisitos para levantar sistemas del procesamiento dealimentos y planta de alimentos correspondiente.
Sistemas de manejo de materiales y tratamiento de agua residual.
Documento de presupuesto detallado, en el que se debe considerar:
o Requisitos para mano de obra calificada y no
o Presupuesto aproximado. (La inversin necesario 20 - 30%)
o Trabajar costos estimados.
o Anlisis de inversin econmica y financiera.