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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA E
INDUSTRIAS
CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
DISEÑO DE UNA PLANTA PRODUCTORA DE MELCOCHA
PARA LA EMPRESA FLOUNDIS S.A., CON FINES DE
EXPORTACIÓN A LA UNIÓN EUROPEA
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO
DE INGENIERA EN ALIMENTOS
PAULINA CECILIA ESPÍN BRITO
DIRECTORA: ING. TATIANA QUINTANA
Quito, Junio 2016
© Universidad Tecnológica Equinoccial. 2016
Reservados todos los derechos de reproducción
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AGRADECIMIENTO
Al finalizar mi tesis, quiero expresar de manera muy especial y sincera mi
agradecimiento a todos quienes han hecho posible la realización de esta tesis.
En primer lugar, a mis padres por ser quienes me han dado todo en esta vida
y son mi mayor apoyo. Gracias papi y mami por brindarme la oportunidad de
obtener un segundo título profesional, pero sobre todo gracias por ser mi guía,
les amo.
A mi hermana Cris por ser mi ejemplo de vida y mejor amiga. Gracias por tu
apoyo incondicional, tus palabras de aliento y tu amor. A mi cuñado Franz,
que junto con mi hermana se han convertido en mis mejores amigos y
cómplices.
A mi compañero de vida, Javier, gracias mi amor por creer en mí y ser mi
fuerza en los momentos que más necesito.
A la empresa Floundis S.A., por permitir desarrollar su proyecto y ayudarme
con todos los recursos necesarios.
Finalmente, un agradecimiento especial a la Ingeniera Tatiana Quintana, por
su apoyo, su capacidad para guiar mis ideas y su profesionalismo que han
permitido alcanzar los objetivos planteados para mi proyecto.
DEDICATORIA
Cumpliendo mi promesa, esta tesis está dedicada a Ricardo Espín, quién por
24 años fue mi hermano y ahora es el ángel guardián que guía mi camino. Te
dedico toda mi vida, mis triunfos, alegrías y tristezas. Espero te sigas sintiendo
orgulloso de mí.
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
BIBLIOTECA UNIVERSITARIA
FORMULARIO DE REGISTRO BIBLIOGRÁFICO
PROYECTO DE TITULACIÓN
DATOS DE CONTACTO
CÉDULA DE IDENTIDAD: 1720921368
APELLIDO Y NOMBRES: Espín Brito Paulina Cecilia
DIRECCIÓN: Av. 6 de Diciembre y N 27 50
EMAIL: [email protected]
TELÉFONO FIJO: 6003712
TELÉFONO MOVIL: 0998583955
DATOS DE LA OBRA
TITULO: DISEÑO DE UNA PLANTA PRODUCTORA
DE MELCOCHA PARA LA EMPRESA
FLOUNDIS S.A., CON FINES DE
EXPORTACIÓN A LA UNIÓN EUROPEA
AUTOR O AUTORES: Paulina Espín
FECHA DE ENTREGA DEL PROYECTO
DE TITULACIÓN:
09 de junio, 2016
DIRECTOR DEL PROYECTO DE
TITULACIÓN:
Ing. Tatiana Quintana
PROGRAMA PREGRADO POSGRADO
TITULO POR EL QUE OPTA: Ingeniera en Alimentos
RESUMEN: Mínimo 250 palabras El diseño de plantas, es una parte
fundamental en la ingeniería industrial, ya
que permite definir las características
locativas de la planta, su distribución, así
como estandarizar procesos eficientes y
definir maquinaria necesaria, con la
finalidad de obtener un producto terminado
que cumpla con características de calidad.
Dentro del presente trabajo se realizó el
diseño de una planta productora de
melcocha para la empresa Floundis S.A., la
misma que requiere del producto para
exportar a la Unión Europea. La necesidad
de desarrollar este trabajo surge de una
x
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
BIBLIOTECA UNIVERSITARIA
investigación de mercado, realizada por la
empresa Flounids S.A., que se realizó en
supermercados de Holanda y Alemania,
donde se determina que existe un
importante interés en productos de
confitería ecuatorianos, en especial por la
melcocha. Además dicha investigación
aporta información sobre las
características que el consumidor prefiere
en el producto, esta información más la
revisión de bibliografía y estudio de
normativas vigentes para exportación y
propias del país, permitieron estandarizar
en una ficha técnica las características que
debe tener el producto terminado y
estandarizar las operaciones del procesos
productivo. Por otra parte, para lograr un
proceso eficiente, se determinó la
capacidad de los equipos, la misma que se
obtiene al realizar un balance de masa el
cual indica, que para lograr una producción
de 452 unidades diarias de melcocha de 20
g se requiere partir con un peso de 10 kg
de la principal materia prima que es la
panela. Finalmente, se definió que la planta
de producción debe localizarse en Pifo, ya
que cumple con factores favorables como
cercanía a las cargueras que realizan la
exportación del producto, cuenta con
servicios básicos y los costos de arriendo
son aceptables. Considerando las
dimensiones de la planta, se realizó una
distribución de la misma, tomando en
cuenta, la relación entre áreas y la
conveniencia de maternales próximas o
lejanas por temas de flujo de personal, flujo
de información o inocuidad alimentaria.
Con se creó el Layout de la planta, dando
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
BIBLIOTECA UNIVERSITARIA
como resultado final el diseño de la línea de
procesamiento de melcocha.
PALABRAS CLAVES: Diseño de planta industrial
Melcocha
Exportación de alimentos
Balance de masa
Planeación sistemática de distribución
ABSTRACT:
In this study, the design of a production
plant of “melcocha” was made for the
company Floundis S.A. which requires
export quality to get into the European
Union market. The need to develop this
work is originated by a market research
conducted by the company Flounids S.A.,
which was held in supermarkets in the
Netherlands and Germany. It determined
that there is significant interest in products
from Ecuador, in this case “melcochas”.
Additionally, this research provides
information about characteristics that
consumers prefer in the product. The
research results, the literature review and
the study of regulations for production and
exportation of this product allowed to
standardize on a data sheet the features
that the finished product should have and
normalize the production process
operation. Moreover, the equipment
capacity was determined to achieve an
efficient process. It was obtained by
performing a mass balance which indicates
that to achieve a production of 452 units
daily of 20 g “melcocha” it is required to
start with 10 kg of the main material that is
panela. Finally, it was dediced that the
production facility must be located in Pifo.
It has some favorable factors such as
proximity to the freighters that carry
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i
ÍNDICE DE CONTENIDOS
PÁGINA
RESUMEN x
ABSTRACT xi
1. INTRODUCCIÓN 1
2. MARCO TEÓRICO 3
2.1 PRODUCTO Y SUS CARACTERÍSTICAS 3
2.1.1 MELCOCHA 3
2.1.2 HISTORIA DE LA MELCOCHA 4
2.1.3 BENEFICIOS DEL LA MELCOCHA 4
2.2 MATERIA PRIMA 6
2.2.1 PANELA 6
2.2.2 ELABORACIÓN Y TIPOS DE PANELA 6
2.2.3 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE LA PANELA 9
2.2.4 COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA PANELA 10
2.2.5 BENEFICIOS DE LA PANELA 11
2.2.6 PRODUCCIÓN DE PANELA A NIVEL MUNDIAL Y EN
ECUADOR 11
2.3 PROCESO PRODUCTIVO DE LA MELCOCHA 12
2.3.1 REQUISITOS TÉCNICOS 12
2.3.1.1 Límites permitidos de humedad y azúcares 12
2.3.1.2 Límites microbiológicos permitidos 13
2.3.2 REQUISITOS PARA EXPORTACIÓN 13
2.3.2.1 Requisitos legales de la empresa exportadora 14
2.3.2.2 Requisitos de producción 14
2.3.2.3 Buenas Prácticas de Manufactura (BPM) 15
2.3.2.4 Requisitos de etiquetado para alimentos de exportación 15
ii
PÁGINA
2.3.3 OPERACIONES DERIVADAS PARA LA FABRICACIÓN DE
MELCOCHA 16
2.3.4 BALANCE DE MASA 17
2.3.5 EQUIPOS NECESARIOS PARA LA PRODUCCIÓN 19
2.3.5.1 MARMITA PARA FUNDIR 19
2.3.5.2 TÚNEL DE ENFRIAMIENTO 19
2.3.5.3 MEZCLADOR 20
2.4 INGENIERÍA DE PROCESOS 20
2.4.1 SISTEMAS DE PRODUCCIÓN 20
2.4.2 DISEÑO Y MODELAMIENTO DE SISTEMAS DE
PRODUCCIÓN 21
2.4.2.1 Diagrama de bloques 22
2.4.2.2 Especificaciones y requerimientos de procesos 23
2.5 LOCALIZACIÓN DE LA PLANTA 23
2.5.1 MÉTODO DE LOCALIZACIÓN DE PLANTAS (BROWN Y
GIBSON) 24
2.6 DISTRIBUCIÓN DE LA PLANTA O LAYOUT 24
3. METODOLOGÍA 26
3.1 DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS DE LA
MELCOCHA 26
3.2 ESTANDARIZACIÓN DE LAS ETAPAS DEL PROCESO
PRODUCTIVO 26
3.3 BALANCE DE MASA PARA EL PROCESO DE ELABORACIÓN
DE MELCOCHA 27
3.4 DEFINICIÓN DE LA CAPACIDAD DE LOS EQUIPOS Y
REQUISITOS PARA UN PROCESO EFICIENTE 28
3.5 ESTABLECIMIENTO DE LA UBICACIÓN DE LA PLANTA 28
3.6 DISEÑO DEL LAYOUT DE LA PLANTA DE PRODUCCIÓN 30
3.6.1 TABLA RELACIONAL DE ACTIVIDADES 30
3.6.2 DIAGRAMA DE RELACIONAL DE ACTIVIDADES 31
3.6.3 DISEÑO LAYOUT 32
iii
PÁGINA
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS 33
4.1 CARACTERIZACIÓN DE LA MELCOCHA 33
4.1.1 RESULTADOS DE LA ENCUESTA 33
4.1.2 FICHA TÉCNICA DEL PRODUCTO 35
4.1.3 INFORMACIÓN DE ETIQUETADO 37
4.2 ESTANDARIZACIÓN DE LAS ETAPAS DEL PROCESO
PRODUCTIVO 39
4.2.1 RECEPCIÓN DE MATERIA PRIMA 40
4.2.2 PESAJE DE MATERIAS PRIMAS 40
4.2.3 EVAPORACIÓN 41
4.2.4 ENFRIAMIENTO Y PRE AMASADO 41
4.2.5 AMASADO 41
4.2.6 MOLDEADO 41
4.2.7 ENFRIAMIENTO 41
4.2.8 EMPACADO Y ETIQUETADO 42
4.3 BALANCE DE MASA PARA EL PROCESO DE ELABORACIÓN
DE LA MELCOCHA 42
4.3.1 BALANCE DE MASA – RECEPCIÓN MP 44
4.3.2 BALANCE DE MASA – PESAJE MP 44
4.3.3 BALANCE DE MASA – EVAPORACIÓN 45
4.3.4 BALANCE DE MASA – ENFRIAMIENTO Y PRE
AMASADO 47
4.3.5 BALANCE DE MASA – AMASADO 47
4.3.6 BALANCE DE MASA – MOLDEADO 48
4.3.7 BALANCE DE MASA – ENFRIAMIENTO 49
4.3.8 BALANCE DE MASA – EMPACADO 49
4.4 CAPACIDAD Y REQUISITOS DE EQUIPOS PARA EL PROCESO
PRODUCTIVO 51
4.4.1 BÁSCULA 51
4.4.2 MARMITA DE FUNDICIÓN 52
4.4.3 TUNEL DE ENFRIAMIENTO 53
iv
PÁGINA
4.4.4 MEZCLADOR 54
4.4.5 SELLADORA 55
4.4.6 CODIFICADOR INKJET 56
4.5 UBICACIÓN DE LA PLANTA 56
4.6 DISEÑO DEL LAYOUT DE LA PLANTA DE PRODUCCIÓN 62
4.6.1 ANÁLISIS RELACIONAL DE ACTIVIDADES 62
4.6.2 DISEÑO DE LAYOUT 65
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 67
5.1 CONCLUSIONES 67
5.2 RECOMENDACIONES 69
BIBLIOGRAFÍA 70
ANEXOS 74
v
ÍNDICE DE TABLAS
PÁGINA
Tabla 1. Diferencias nutricionales entre la melcocha y el
caramelo comercial
5
Tabla 2. Características físicas de la panela en condiciones
normales
9
Tabla 3. Composición química de la panela 10
Tabla 4. Requisitos específicos físico químicos para
caramelos duros
13
Tabla 5. Requisitos específicos microbiológicos para
caramelos duros
13
Tabla 6. Valoración de proximidades 30
Tabla 7. Valoración de la justificación de proximidades 30
Tabla 8. Línea de relación 31
Tabla 9. Ficha técnica de la melcocha 36
Tabla 10. Codificación del diagrama de caja negra 42
Tabla 11. Especificación de la báscula 51
Tabla 12. Evaluación de criterios de BPM´s para la báscula 52
Tabla 13. Especificación de la marmita de fundición 52
Tabla 14. Evaluación de criterios de BPM´s para la marmita 53
Tabla 15. Especificación del túnel de enfriamiento 53
Tabla 16. Evaluación de criterios de BPM´s para el túnel de
enfriamiento
54
Tabla 17. Especificación del mezclador 54
Tabla 18. Evaluación de criterios de BPM´s para el mezclador 55
Tabla 19. Especificación de la selladora 55
Tabla 20. Especificación del codificador INKJET 56
Tabla 21. Alternativas para ubicación de la planta productora 57
Tabla 22. Factores críticos para evaluación de la localización 57
vi
PÁGINA
Tabla 23. Factor crítico de cada opción 58
Tabla 24. Factores objetivos para la evaluación de la
localización
58
Tabla 25. Factor objetivo de cada opción 59
Tabla 26. Factores subjetivos para evaluación de localización 60
Tabla 27. Factor subjetivo de cada opción 60
Tabla 28. Resumen resultado de análisis de factores 60
Tabla 29. Resultados índices de localización 61
vii
ÍNDICE DE FIGURAS
PÁGINA
Figura 1. Presentación de la melcocha 3
Figura 2. Diagrama de procesos de elaboración de panela
sólida y granulada
7
Figura 3. Porcentaje de producción de panela a nivel mundial 11
Figura 4. Diagrama de flujo de la elaboración de la melcocha 16
Figura 5. Balance de masa en una operación de evaporación 18
Figura 6. Representación de un proceso 21
Figura 7. Elemento de un diagrama de bloque 22
Figura 8. Apreciación del cliente respecto al sabor de la
melcocha
33
Figura 9. Presentación de la melcocha 34
Figura 10. Observaciones referentes a la melcocha (chupete 10
cm)
35
Figura 11. Etiqueta frontal 37
Figura 12. Etiqueta posterior 38
Figura 13. Información impresa INKJET 38
Figura 14. Diagrama de bloque de la melcocha 39
Figura 15. Diagrama de caja negra del procesos 43
Figura 16. Representación gráfica del balance de la masa de la
etapa 1
44
Figura 17. Representación gráfica del balance de la masa de la
etapa 2
44
Figura 18. Representación gráfica del balance de la masa de la
etapa 3
45
viii
Figura 19.
Representación gráfica del balance de la masa de la
etapa 4
47
Figura 20. Representación gráfica del balance de la masa de la
etapa 5
47
Figura 21. Representación gráfica del balance de la masa de la
etapa 6
48
Figura 22. Representación gráfica del balance de la masa de la
etapa 7
49
Figura 23. Representación gráfica del balance de la masa de la
etapa 8
50
Figura 24. Diagrama de relación 62
Figura 25. Layout planta de producción de melcocha 64
Figura 26. Relación de actividades 66
PÁGINA
ix
ÍNDICE DE ANEXOS
PÁGINA
Anexo I. Encuesta aplicada por Floundis S.A. 74
Anexo II. Ficha técnica de producto terminado 75
Anexo III. Formato Tabla de relación de actividades 76
Anexo IV. Prototipo melcocha 77
x
RESUMEN
Se realizó el diseño de una planta productora de melcocha para la empresa
Floundis S.A., la misma que requiere del producto para exportar a la Unión
Europea. La necesidad de desarrollar este trabajo surge de una investigación
de mercado, realizada por dicha empresa, la misma que se llevó acabo en
supermercados de Holanda y Alemania, donde se determinó que existe
interés en productos de confitería ecuatorianos, en especial por la melcocha.
Además con esta investigación, se logró definir las características que el
consumidor prefiere en el producto, las cuales se estandarizaron en una ficha
técnica que incluye información de revisión de bibliografía y de normativas
vigentes para exportación y propias del país. Por otra parte, para lograr un
proceso eficiente, se estandarizaron las operaciones del proceso productivo y
se determinó la capacidad de los equipos por medio de un balance de masa,
el cual demostró que para alcanzar una producción de 452 unidades diarias
de melcocha de 20 g, se requieren 10 kg de panela. Finalmente, se definió
que la planta de producción debe localizarse en Pifo, ya que cumple con
factores favorables como cercanía a las cargueras que realizan la exportación
del producto, cuenta con servicios básicos y los costos de arriendo son
aceptables. Finalmente, se realizó una distribución de la planta basada en la
relación entre áreas; este análisis se fundamentó en determinar la proximidad
de las áreas tomando en cuenta el flujo de personal, flujo de información o
inocuidad alimentaria. Con esta información, se creó el Layout de la planta,
dando como resultado final el diseño de la línea de procesamiento de
melcocha.
Palabras claves: Diseño de planta industrial, melcocha, exportación de
alimentos, balance de masa, planeación sistemática de distribución.
xi
ABSTRACT
In this study, the design of a production plant of “melcocha” was made for the
company Floundis S.A. which requires export quality to get into the European
Union market. The need to develop this work is originated by a market
research conducted by the company Flounids S.A., which was held in
supermarkets in the Netherlands and Germany. It determined that there is
significant interest in products from Ecuador, in this case “melcochas”.
Additionally, this research provides information about characteristics that
consumers prefer in the product. The research results, the literature review
and the study of regulations for production and exportation of this product
allowed to standardize on a data sheet the features that the finished product
should have and normalize the production process operation. Moreover, the
equipment capacity was determined to achieve an efficient process. It was
obtained by performing a mass balance which indicates that to achieve a
production of 452 units daily of 20 g “melcocha” it is required to start with 10
kg of the main material that is panela. Finally, it was dediced that the
production facility must be located in Pifo. It has some favorable factors such
as proximity to the freighters that carry exportation product, has all basic
services and leasing costs are acceptable. A distribution of the plant was made
in base of its size, considering the interaction within the different areas. it is
important to define how convenient it is to keep them near or far depending on
the material, workers and information flow issues The layout of the plant was
created with all the mentioned fact; and as result, the design of the “melcocha”
processing line was obtained.
Key words: Industrial plant design, melcocha, food export, mass balance,
systematic distribution planning.
1. INTRODUCCIÓN
1
1. INTRODUCCIÓN
La Empresa Floundis S.A. está ubicada en la ciudad de Quito, provincia de
Pichincha. Es una empresa ecuatoriana creada en el año 2005 que se dedica
a la exportación de variedades de rosas y flores cortadas, frutas y verduras,
al mercado norteamericano y europeo.
Como indica la actual matriz productiva del Ecuador, se busca fomentar las
exportaciones de productos distintos, provenientes de actores nuevos -
particularmente de la economía popular y solidaria-, o que incluyan mayor
valor agregado -alimentos frescos y procesados, confecciones y calzado,
turismo (Villena, 2015). Es por esto que, Floundis S.A. comprometida con este
pilar de desarrollo para el país, analiza la posibilidad de incrementar su cartera
de productos para exportación, por lo cual se plantea exportar dulces
tradicionales ecuatorianos al mercado europeo.
De diciembre del 2014 a febrero del 2015, Floundis S.A. realizó una
investigación de mercado con potenciales clientes europeos, enfocándose en
supermercados de la ciudad de Rotterdam en Holanda y en la ciudad de
Múnich en Alemania. Se consideraron estas ciudades para el estudio, porque
en estas se ubica el mayor número de distribuidores con los que trabaja la
empresa.
En la investigación, por medio de una encuesta (Anexo I), se recolectó
información de 1000 clientes de los supermercados y se dio a degustar varios
dulces tradicionales como: melcocha, dulce de guayaba, enrollados de manjar
(dulce de leche) y maní enconfitado, los mismos que tuvieron 3 diferentes
presentaciones.
Los resultados de aceptación de los productos indican que el dulce tradicional
con mayor aceptación fue la melcocha con 62 %, seguido del dulce de
2
guayaba con el 27 %. Las muestras de dulces que se dieron a degustar, fueron
compradas en el mercado local con la presentación y empaque tradicional.
Una vez obtenidos los resultados de la investigación, la gerencia de Floundis
S.A., tomó la decisión de incursionar en la elaboración de productos
alimenticios para exportación e invertir como proyecto inicial en una pequeña
planta productora de melcocha con características de calidad y que mantenga
sus características tradicionales, a través de procesos operativos
estandarizados que permitan replicar el producto, previniendo la recurrencia
de errores, minimizando la variación y preservando el conocimiento de la
mejor forma para realizar el trabajo de manera efectiva y segura.
La construcción de la planta productora de melcocha está planificada para
septiembre del 2016, para lo cual se requiere contar con todos los parámetros
que debe cumplir el proyecto.
El objetivo principal del trabajo fue diseñar una planta productora de melcocha
con calidad de exportación para la Empresa Floundis S.A., el mismo que se
logrará, llevando acabo los siguientes objetivos específicos:
- Definir las características del producto para ser exportado
- Establecer la línea de procesamiento y sus diferentes etapas.
- Realizar un balance de masa para el proceso de elaboración de la
melcocha.
- Determinar los equipos necesarios y sus capacidades.
- Definir la ubicación geográfica idónea para optimización de operaciones de
la planta productiva.
- Establecer la distribución de las áreas que conforman la planta productiva
(Layout).
2. MARCO TEÓRICO
3
2. MARCO TEÓRICO
2.1 PRODUCTO Y SUS CARACTERÍSTICAS
2.1.1 MELCOCHA
La palabra melcocha es un sustantivo compuesto por dos palabras:
miel y cocha, que quiere decir concentrado caliente que se cocina
(Hildebrandt, 2015).
También conocida como alfandoque o alfeñique, es un dulce tradicional de
aspecto sólido, rígido y color café claro, que se encuentra dentro de los
productos de confitería en países latinoamericanos y en España.
Su principal ingrediente es la panela, la misma que es sometida a elevadas
temperaturas, para obtener una miel que se bate hasta lograr una pasta
cerosa y gomosa, que se moldea en forma de barras de 10 cm o bulbos de 20
cm aproximadamente (Figura 1) y se empacan en envoltorios de plásticos
(INEC, 2012).
Figura 1. Presentación de la melcocha.
4
2.1.2 HISTORIA DE LA MELCOCHA
La producción de melcocha tiene más de 100 años de historia y tradición.
Registros históricos precisan que en el año de 1912, en el cantón Baños de
Agua Santa, de la provincia de Tungurahua, se inició la elaboración de
melcocha, principalmente para ser consumida por quienes trabajaban en los
páramos con la finalidad de combatir efectos de la altura y mareos.
En sus orígenes, la melcocha de Baños de Agua Santa, era un caramelo
redondo. Sin embargo, en las últimas décadas, los productores artesanales
han buscado diversificar el producto y dar un valor agregado al incorporar
maní, ajonjolí, nueces, diversos saborizantes e incluso colorantes, con la
finalidad de hacer más atractivo el producto.
A pesar de que la melcocha en la actualidad es producida y vendida a nivel
nacional, existen lugares estratégicos que han impulsado este producto, uno
de los más reconocidos después de Baños, es la parroquia de Alluriquín en la
provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas. En este poblado, durante los
años 60, se inició la producción y venta de melcocha y de otros dulces que se
los ofrece en la conocida vía Aloag, que une la Sierra y la Costa ecuatoriana.
En ciudades como Guayaquil, Quito y Cuenca, también se tiene producción
de melcocha que se elabora en pequeñas plantas artesanales (La Hora,
2016).
2.1.3 BENEFICIOS DE LA MELCOCHA
Siendo la panela el principal ingrediente de la melcocha, los beneficios de este
ingrediente se atribuyen directamente al producto. Considerando esto, se
puede decir que la melcocha es un dulce con un alto contenido energético,
básicamente obtenido de la sacarosa que contiene, además presenta en
cantidades menores vitaminas del complejo B, calcio, potasio y sodio.
5
Dentro de los principales beneficios de la melcocha son:
Aporte calórico: Provee energía para recuperar fuerzas y proporcionar calor
al cuerpo, en condiciones ambientales de frío extremo.
Acción bactericida: Ayuda a la cicatrización y regeneración de tejidos.
Fortalecimiento del sistema inmunológico: Actúa en la prevención de
enfermedades del sistema respiratorio, anemia y el raquitismo (Cruz,
Faytog, & Gallegos, 2011).
Diferenciando la melcocha con un caramelo duro (principal sustituto), esta
tiene un mayor aporte nutricional, principalmente en minerales. Como se
observa en la Tabla 1, el contenido calórico por aporte de la sacarosa es
similar en ambos productos, sin embargo, el calcio y sodio son mayores en la
melcocha, por lo que se considera un alimento más nutritivo, dando un valor
agregado a dicho producto.
Tabla 1. Diferencias nutricionales entre la melcocha y el caramelo comercial.
Producto Peso Calorías Sacarosa Calcio Sodio
kcal G mg Mg
Caramelo comercial
20 g (4 unidades de 5 g)
76.4 19 0.8 8.2
Melcocha 20 g (1 barra)
65 16.44 78.34 22.02
(CORPOICA, 2006)
6
2.2 MATERIA PRIMA
La principal materia prima para la elaboración de melcocha, es la panela, la
misma que al ser sometida a altas temperaturas, se carameliza convirtiéndose
en un caramelo duro.
2.2.1 PANELA
La panela, conocida también como raspadura, piloncillo o chancaca, es
considerada como un azúcar sin proceso de refinación. Es un producto
tradicional en América Latina y el Caribe, su producción se ubica
principalmente en zonas rurales que se denomina trapiches. La panela se
obtiene a partir del jugo de caña de azúcar cuyo nombre científico es
Saccharum Officinarum L. y se diferencia del azúcar blanco, porque contiene
además de sacarosa; fructosa, glucosa, grasas, minerales, compuestos
proteicos y vitaminas, lo que la hace un producto con mayor nivel nutricional
(FAO, 2004).
2.2.2 ELABORACIÓN Y TIPOS DE PANELA
Considerando la apariencia física y el proceso de elaboración, se tienen dos
tipos de panela:
Panela granulada: Es un producto que se obtiene de la concentración del
jugo de caña de azúcar, hasta la formación de un jarabe espeso, el mismo
que se solidifica y posteriormente se granula por medio de un batido (NTE
INEN 2 332, 2002).
Panela sólida: Es un producto obtenido por evaporación, concentración y
solidificación del jugo de caña de azúcar, el mismo que se moldea en
bloques de diferentes tamaños (NTE INEN 2 331, 2002).
7
Según Reynel (2013), el proceso de elaboración de la panela granulada y
sólida se diferencia en la etapa final del proceso detallado a continuación en
la Figura 2.
Caña de azúcar
120 °C 125 °C
Figura 2. Diagrama de proceso de elaboración de panela sólida y granulada
(Reynel, Garcia, & Van Zanten, 2003)
A continuación se describen las actividades que se realizan en el proceso de
elaboración de panela sólida y granulada.
Extracción del jugo de la caña de azúcar: o también conocido como
guarapo, se obtiene de la molienda de la caña. Los fragmentos sólidos
provenientes de este paso se denominan bagazo.
Extracción
Filtración
Ajuste acidez
Evaporación
Punteo
Tamizado
Batido Moldeado
Empacado
8
Filtración: mediante un filtro, se pasa el jugo de caña para eliminar
impurezas y elementos sólidos presentes en este.
Ajuste de acidez: se ajusta el pH a mínimo 5.7; adicionando una solución
de cal (1 kilo por 2 litros de agua). Un pH muy ácido da como resultado una
panela viscosa que no se podrá granular y no mantiene una consistencia
sólida.
Evaporación: el jugo de caña se coloca en vasijas para someter a cocción,
con la que se busca reducir el 98 % de agua contenida, y concentrar los
sólidos, hasta obtener una melaza con 90 – 94 ° Brix.
Punteo: consiste en determinar el punto máximo de temperatura que debe
alcanzar la miel del jugo de caña. Para elaborar panela sólida la
temperatura máxima será de 120 °C, mientras que para elaborar panela
granulada la temperatura será de 125 °C.
Para elaborar panela granulada, después del punteo se realizan los siguientes
pasos:
Batido: este paso se aplica solamente para elaborar panela granulada. La
miel que alcanzó la temperatura máxima, es dirigida a una batidora, que
por medio del movimiento incorpora aire, provocando que la mezcla se infle.
Una vez que la mezcla pierde volumen, se procede a remover la masa,
raspando de un lado a otro.
Tamizado: la masa batida se tamiza, separando los gránulos de panela
según su tamaño, aquellos que se encuentran conglomerados, se tritura y
se reprocesan. No se tiene un tamaño estándar del granulo de panela.
Para elaborar panela sólida, después del punteo se realiza el siguiente paso:
9
Moldeado: este paso se sigue para la elaboración de panela sólida. Una
vez alcanzada la temperatura de 120 °C, se coloca la miel o melaza en
moldes hasta que se solidifique la miel y se enfríe.
Empacado: la panela sólida y granulada se empacan una vez que se
encuentran completamente frías, en fundas de polipropileno de grado
alimenticio.
2.2.3 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE LA PANELA
La panela se caracteriza por tener una tonalidad amarilla, ámbar y café rojiza,
color que obtiene de la antocianina que es un compuesto colorante propio de
la caña de azúcar y por las reacciones de caramelización que ocurren en el
proceso de elaboración (Armas & Ramón, 2012).
Según la Norma INEN 2331 Panela sólida (2002) y la Norma INEN 2332
Panela granulada (2002), una panela se considera de buena calidad cuando
presenta las siguientes características físicas que se observan en la Tabla 2:
Tabla 2. Características físicas de la panela en condiciones normales.
Requisitos Mínimo Máximo
Color T (550 nm) 30 75
Azúcar reductor % 5.5 10
Sacarosa % 75 83
Humedad panela granulada
Humedad panela sólida
--
--
3
7
pH 5.9 --
(NTE INEN 2 331, 2002) (NTE INEN 2 332, 2002)
10
2.2.4 COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA PANELA
La composición química permite definir el valor nutricional de la panela, el
mismo que puede cambiar según el tipo de caña, suelo, condiciones de la
cosecha, proceso de elaboración etc.; sin embargo, bajo condiciones
normales se puede establecer una composición química promedio que se
detalla en la Tabla 3.
Tabla 3. Composición química de la panela.
Componente/valor Mínimo Máximo
Carbohidratos, g/100 g 83.5 92.0
Sacarosa, g/100 g 75.0 82.2
Azúcar invertido g/100 g 7.8 9.2
Calcio mg/100 g 70.0 391.7
Fósforo mg/100 g 45.1 75.6
Magnesio mg/100 g 38.4 83.4
Sodio mg/100 g 24.5 110.1
(Reynel, 2007)
La panela está compuesta por varios nutrientes importantes para el ser
humano, el que más se destaca son los carbohidratos, específicamente la
sacarosa que representa el 80 %, seguida en menor cantidad por azúcares
reductores como la glucosa y fructosa. Es considerada como un alimento
energético, ya que 100 g de panela aporta en promedio 325 kcal. Dentro de
la composición de la panela, también se encuentran vitaminas y minerales que
en el azúcar refinado no se encuentran (CORPOICA, 2006)
11
2.2.5 BENEFICIOS DE LA PANELA
Según la FAO (2004), debido al alto contenido de nutrientes de la panela, esta
es considera como un alimento natural muy nutritivo con cualidades curativas
que se han transmitido por décadas, como por ejemplo:
Actúa como cicatrizante, al mezclar panela con agua y colocarlo sobre
las heridas.
Ayuda en enfermedades del sistema respiratorio cuando se crea una
infusión de panela con agua caliente y limón.
2.2.6 PRODUCCIÓN DE PANELA A NIVEL MUNDIAL Y EN ECUADOR
Según datos emitidos por la FAO en el año 2002 (Figura 3), a nivel mundial
se produjeron 11’109 269 toneladas de panela, siendo el mayor productor la
India con un 64 % del total producido, seguido por Colombia con 13 % de la
producción, mientras que Ecuador se encuentra dentro de los países con una
producción inferior, que no alcanza el 10 % de la producción mundial
(Carlosoma, 2009).
Figura 3. Porcentaje de producción de panela a nivel mundial.
(Carlosoma, 2009)
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
India Colombia Myanmar Pakistán China Otrospaíses
12
Por otra parte, la Unión Nacional de Cañicultores del Ecuador (UNCE), entidad
que maneja datos productivos referentes a la caña de azúcar y sus derivados,
menciona que hasta el 2010 en el país existen más de 150 000 hectáreas de
caña de azúcar de las cuales 80 000 representan el 53 %, destinados a la
obtención de azúcar y sus derivados; mientras que el 47 % restante se utiliza
en la elaboración de panela y aguardiente (Armas & Ramón, 2012).
En el país no se encuentran datos exactos sobre el consumo de panela por
persona, sin embargo, debido al menor costo que tiene el azúcar refinado,
está se consume en mayor cantidad que la panela (Carlosoma, 2009).
2.3 PROCESO PRODUCTIVO DE LA MELCOCHA
2.3.1 REQUISITOS TÉCNICOS
La Norma Ecuatoriana INEN 2217 (2012), establece los requisitos para
productos de confitería, como caramelos, pastillas, grajeas, gomitas y
turrones; indica que la melcocha se encuentra clasificada como un caramelo
duro, elaborado a base de azúcares que forman un almíbar y que con un
proceso de enfriamiento adopta una consistencia sólida y quebradiza. A su
vez los caramelos duros se pueden clasificar en simples, rellenos, cubiertos,
rellenos y cubiertos.
2.3.1.1 Límites permitidos de humedad y azúcares
En la Tabla 4, se detallan los requisitos físicos químicos mínimos para
caramelos duros.
13
Tabla 4. Requisitos específicos físico químicos para caramelos duros.
Requisito Máximo permitido
Humedad, % 3
Sacarosa, % 90
Azúcares reductores, % 23
(NTE INEN 2217, 2012)
2.3.1.2 Límites microbiológicos permitidos
Para garantizar la calidad del producto y la salud de los consumidores, se
establecen parámetros microbiológicos en la Tabla 5 para los caramelos
duros.
Tabla 5. Requisitos específicos microbiológicos para caramelos duros.
Requisitos N m M C
NMP coliformes fecales/g 5 < 3 - 0
Mohos y levadures, UFC/g 5 5.0 x 101 1.0 x 102 1
(NTE INEN 2217, 2012)
Donde:
UFC= unidades formadoras de colonias
NMP= número más probable
n= número de unidades de muestra
m= nivel de aceptación
M= nivel de rechazo
c= número de unidades defectuosas que se acepta.
2.3.2 REQUISITOS PARA EXPORTACIÓN
La exportación es la salida de productos desde el territorio aduanero nacional
hacía otro país. Los productos enviados deben cumplir con declaraciones
aduaneras y la documentación de soporte de la salida (Celi, 2012).
14
2.3.2.1 Requisitos legales de la empresa exportadora
El Instituto de Promoción de Exportaciones e Inversiones del Ecuador (Pro
Ecuador, 2016), detalla en la “guía del exportador”, los requisitos que deben
cumplir las empresas ecuatorianas para que puedan exportar mercadería.
Contar con el RUC (Registro único del contribuyente) en el que se
especifique la actividad económica que desarrolla la empresa.
Tener el certificado de firma digital o Token.
Registrarse en Ecuapass (Sistema del Servicio Nacional de Aduana
para los procesos de comercio exterior).
2.3.2.2 Requisitos de producción
A nivel nacional el requisito que se debe cumplir para la producción de
melcocha, es la obtención del Certificado de Buenas prácticas de Manufactura
(BPM´s), homologado por la Agencia Nacional de Regulación, Control y
Vigilancia Sanitaria (ARCSA), basado en la Norma técnica sustitutiva de
BPM´S para alimentos procesados (Resolución: ARCSA-DE-042-2015-GGG)
con el fin asegurar la calidad del producto final y las condiciones de inocuidad
de los procesos (Pro Ecuador, 2016).
Por otro parte, la Unión Europea, por medio de la European Commission,
(2014) categoriza a la melcocha para exportación como un producto de
confitería, sin cacao, que se caracteriza por ser un caramelo cocido (Código
17049071). Bajo esta codificación la European Commission, establece 3
requisitos obligatorios para la exportación a Alemania y Holanda y un requisito
1 voluntario.
1. El control sanitario de los productos alimenticios de origen no animal.
2. Control de la trazabilidad, cumplimiento y responsabilidad
http://exporthelp.europa.eu/thdapp/taxes/show2Files.htm?dir=/requirements&reporterId1=EU&file1=ehir_eu16_02v001/eu/main_es/req_heanahc_eu_010_0612_es.htm&reporterLabel1=EU&reporterId2=DE&file2=ehir_de16_02v001/de/main_es/req_heanahc_de_010_0612_es.htm&reporterLabel2=Alemania&label=Health+control+of+foodstuffs+of+non-animal+origin&languageId=es&status=PROD
15
3. Etiquetado de los productos alimenticios.
4. Voluntario – Producción ecológica
2.3.2.3 Buenas Prácticas de Manufactura (BPM)
Son un conjunto de principios que se aplican en un proceso de manufactura,
desde el diseño de la infraestructura de la planta hasta la forma de ejecutar
el procesos de la mejor manera, donde se establecen condiciones de trabajo,
comportamiento e higiene del personal y uso de equipos de protección
(Melamud, 2009).
Dentro de las buenas prácticas de manufactura, es primordial contar con
procedimientos estándar, registros y documentación de respaldo para cada
actividad del proceso (Keneeth, 1999).
2.3.2.4 Requisitos de etiquetado para alimentos de exportación
Con el objetivo de garantizar a los consumidores una completa información
sobre la composición y el contenido de los producto exportados, la “guía para
etiquetado de alimentos y productos textiles”, realizado por el Instituto de
Promoción de Exportaciones e Inversiones del Ecuador, establece las
normativas y requisitos de etiquetado para la Unión Europea. El etiquetado
debe contener:
Nombre comercial del producto alimenticio.
Listado de ingredientes, por orden descendente de peso.
Cantidad de ingredientes.
Cantidad neta (Pre-envase) del producto, expresada en unidades
métricas (kilogramo, gramo, litro, centilitro o mililitro).
Fecha de vencimiento, mencionando “consumir preferentemente antes
del” o “antes de finales de”.
Condiciones de almacenaje e instrucciones de uso.
16
Nombre y dirección del distribuidor establecido dentro de la UE.
Datos del lugar de origen del producto.
Lote de producción al que pertenece el producto.
Tratamientos a los que ha sido sometido el producto.
2.3.3 OPERACIONES DERIVADAS PARA LA FABRICACIÓN DE
MELCOCHA
En la Figura 4, se puede observar del diagrama de flujo:
Panela
115 °C
40 min
55 °C
Figura 4. Diagrama de flujo de la elaboración de melcocha
(Sánchez & Verdezoto, 2009)
A continuación se describen las actividades para elaborar melcocha:
Cocción
Enfriamiento
Estiramiento
Moldeado
Corte
Empacado
Recepción
17
Recepción: la panela en bloque o sólida es la principal materia prima para
la elaboración de la melcocha, la misma que debe cumplir con
características de pH mayor a 5.9 y con una humedad máxima de 7 %
Cocción: en una paila, se coloca la panela con agua y se cocina por 40
minutos, hasta alcanzar una mezcla con una temperatura entre los 100 a
115 °C.
Enfriamiento: una vez alcanzada la temperatura deseada, se lleva a un
enfriador la masa de melcocha, hasta que alcance una temperatura 45 a
55 °C para que se la puede manipular.
Estiramiento: Una vez tibia, se va amansando para formar una masa
elástica que se coloca en un gancho colgante, hasta que se blanquee.
Moldeado: en este proceso finalmente se da la forma a la melcocha de
acuerdo a los requerimientos esperados del producto final.
Corte: cuando la melcocha tiene la forma definida, se procede a cortar de
acuerdo a la longitud deseada.
Empacado: para empacar es necesario asegurarse que la melcocha este
fría. El empaque característico del producto es un envoltorio plástico de
polietileno de grado alimenticio para guardar las características del
producto (Sánchez & Verdezoto, 2009).
2.3.4 BALANCE DE MASA
El balance de masa corresponde a la segunda ley de la termodinámica, que
es conocida como la ley de la conservación de materia, que se basa en el
hecho de que la materia no se pierde o desaparece, solamente se transforma
(Patiño, 2005).
18
Dentro de las industrias, un balance de materia permite contabilizar todos los
materiales que ingresa, salen o se acumulan durante el proceso. La base
general del balance de masa es constituir ecuaciones independientes igual al
número de incógnitas de composición y masa (Hougen & Watson, 1982).
El balance de línea puede ser de dos tipos:
Balance de masa total: En el que se analiza la materia que entra al
proceso y la masa que sale.
Balance de masa parcial: En el que se busca determinar la cantidad de
un componente específico, que conforma la materia prima, en el caso de una
industria de alimentos podría ser la contabilización de azúcares, agua,
proteínas o solutos (Stivalet & Valiente, 2012).
En resumen, en la Figura 5 se representa gráficamente un balance de masa
con sus respectivas entradas y salidas:
Figura 5. Balance de masa en una operación de evaporación
(Stivalet & Valiente, 2012)
La ecuación [1] representa un balance de masa total:
M1 + M2 = M3 [1]
La ecuación [2] representa un balance de masa parcial de a:
M1 (a) + M2 = M3 (a) [2]
M1
EVAPORACIÓN
M2
M3
19
Tanto la fórmula de balance total [1], como la fórmula de balance parcial [2],
permiten establecer un resultado de conservación de la materia.
El balance de masa es importante para diseñar el tamaño y capacidad de los
equipos que permitirán obtener el producto final la cantidad esperada, de
formar que se satisfaga la demanda programada para cada turno de
producción (Himmelblau, 1997).
2.3.5 EQUIPOS NECESARIOS PARA LA PRODUCCIÓN
2.3.5.1 Marmita para fundir
Es una olla industrial, fabricada en acero inoxidable para garantizar
condiciones de higiene y asepsia en los procesos productivos. Por lo general
son cilíndricas, con tapas herméticas en la que se colca un termómetro y
manómetro para control de temperatura y presión. Para facilitar el vaciado,
tienen un sistema de volcamiento que puede ser manual o automático. La
energía térmica de la marmita se puede generar de 3 formas:
Llama directa con quemadores de gas GLP.
Vapor proveniente de una caldera que se introduce por una camisa a la
marmita.
Calentamiento de aceite térmico en una camisa similar a la marmita
(Romero, 2004).
2.3.5.2 Túnel de enfriamiento
Es un mesón longitudinal de acero inoxidable, cubierto por un túnel, el cual
por medio de un sistema de enfriamiento, provee aire frio al producto,
provocando un descenso de temperatura.
El aire frio dentro del túnel se puede generar de 2 formas:
Por un sistema de ventilación.
20
Por un sistema de refrigeración (Sánchez, 2003).
2.3.5.3 Mezclador
El mezclador es un tanque horizontal el forma de U, que contiene en su interior
dos láminas helicoidales que se encuentran fijas en un eje de rotación.
Cuando el eje gira, las láminas empujan las materias primas que se
encuentran entre los extremos y el centro del mezclador, unificándolas en una
sola mezcla homogénea. Está diseñado para mezclar materiales secos,
líquidos o viscosos (Kresisch, 2015).
2.4 INGENIERÍA DE PROCESOS
2.4.1 SISTEMAS DE PRODUCCIÓN
Según la ISO 9000:2015 Sistemas de gestión de calidad - Requisitos, un
proceso es la agrupación de actividades relacionadas, que interactúan
transformando elementos de entrada en resultados o salidas.
Las actividades secuenciales de un proceso, se conectan de manera
sistematizada, con la finalidad de convertir las entradas o input en resultados
u output como se representa en la Figura 6.
21
Figura 6. Representación de proceso.
(Pérez, 2010)
Por otra parte, un sistema de producción se forma por la interrelación de
procesos o subsistemas, que se agrupan con la finalidad de lograr un mismo
objetivo que, en el caso de las industrias manufactureras es obtener un
producto final que será entregado al cliente (Pérez, 2010)
La interrelación entre los procesos se basa en que cada proceso tiene sus
entradas y salidas, de forma que las salidas de un proceso constituyen las
entradas del siguiente proceso y así sucesivamente, por lo que cada uno
depende del otro para poder funcionar (Chiavenato, 1994).
2.4.2 DISEÑO Y MODELAMIENTO DE SISTEMAS DE PRODUCCIÓN
Los sistemas de las organizaciones tienden a ser muy complejos, amplios y
en ocasiones confusos, con diversas áreas que interactúan entre sí; es por
eso que por medio de un diseño, se busca plantear una descripción exacta
del sistema y de cada una de las actividades que se desarrollan en él.
El modelado de un sistema, facilita la visualización de los procesos y
subprocesos, permitiendo obtener información como la interrelación entre
ellos, tiempos y actividades (Brunelo & Rocha, 2011).
CLIENTE
EMPRESA
OUTPUT
SALIDA
INPUT
ENTRADA SECUENCIA DE
ACTIVIDADES
RECURSOS / FACTORES
GESTIÓN
22
El modelado de sistemas de procesos se puede realizar por medio de 3
niveles:
Mapas de proceso: Son diagramas de flujo que solamente contienen las
actividades.
Especificaciones y requerimientos de proceso: Son descripciones
adicionales de las actividades detalladas en los diagramas de procesos.
Modelos de proceso: Son diagramas de flujo que comprenden las
actividades, con las especificaciones y requerimientos de cada una, de
forma que el proceso pueda ser analizado, simulado y ejecutado con
facilidad (Analítica, 2011).
2.4.2.1 Diagrama de bloques
Es una representación gráfica de las funciones que realiza cada operación del
proceso y la secuencia de los mismos.
El elemento de un diagrama de bloques se representa como en la Figura 7,
con un rectángulo al que se le denomina bloque funcional y simboliza la
operación, una flecha cuya punta señala al bloque indicando una entrada, y
una flecha cuya punta se aleja del bloque reasentando una salida (Ogata,
2003).
Figura 7. Elemento de un diagrama de bloque.
OPERACIÓN
23
Para la elaboración de diagramas de bloque, se deben tomar en cuenta ciertas
consideraciones:
Se tienen que escribir de arriba hacia abajo, o de izquierda a derecha.
Se debe evitar el cruce de flechas
Si se desea separar el diagrama, se deben utilizar los conectores
adecuados.
No deben quedar bloques sin conexión
Todo texto escrito debe ser legible, preciso, resumido
Todos los bloques pueden tener más de una flecha de entrada, menos el
bloque final (Matia & Jiménez, 2003).
2.4.2.2 Especificaciones y requerimientos de procesos
La especificación y definición de requerimientos de un proceso, es
una herramienta del modelado de sistemas, en la que se detallan los aspectos
que debe cumplir una actividad para pasar a la siguiente, hasta obtener el
resultado final. Además estas especificaciones se pueden establecer para
estandarizar características del producto terminado, materia prima, equipos o
materiales que actúan dentro del proceso.
Dentro de las especificaciones de cada actividad se debe incluir información
como, tiempos, puntos de control, temperaturas, responsables, acciones
correctivas o preventivas y un detalle paso a paso de las actividades
(Analítica, 2011).
2.5 LOCALIZACIÓN DE LA PLANTA
La ubicación de la planta, es un factor importante para obtener el mejor
resultado del proyecto y una mayor rentabilidad, ya que en función de esta se
24
definirán costos e ingresos y la cadena de suministros de la planta (Sigua,
2005).
2.5.1 MÉTODO DE LOCALIZACIÓN DE PLANTAS (BROWN Y GIBSON)
El método de Brown y Gibson, se basa en el cálculo de un algoritmo que
evalúa factores para determinar qué espacio físico ofrece las mejores
condiciones para situar una planta. Los principales factores que se evalúan
son de tres clases:
Factores críticos: Son aquellos fundamentales para el funcionamiento de
la planta. Dichos factores se califican con una denominación binaria de 1 o
0 como por ejemplo: disponibilidad de energía, agua potable, mano de obra
etc.
Factores Objetivos: Son los costos más relevantes que se generan con la
implementación de la planta, costos del terreno, de alquiler, de
construcción, de materia prima. etc.
Factores Subjetivos: Son de tipo cualitativo y su presencia o ausencia
afectan significativamente a la planta, estos factores se califican en
porcentaje (%) y pueden ser el clima, servicios hospitalarios, transporte,
competencia etc. (Sigua, 2005).
2.6 DISTRIBUCIÓN DE LA PLANTA O LAYOUT
Consiste en el ordenamiento físico de todos aquellos elementos que participan
en el proceso productivo como áreas, departamentos y maquinaría.
La distribución de plantas tiene como objetivos:
25
Aumentar el rendimiento de los operarios
Simplificar los procesos.
Minimizar el costo de manejo de materiales.
Disminuir los tiempos de desplazamientos.
Aprovechar los espacios eficientemente.
Mejorar las condiciones de trabajo para los operarios (Fuente &
Fernández, 2005).
La distribución de áreas se puede lograr mediante el Systematic Layout
Planning, SLP por sus siglas en inglés, que es una metodología desarrollada
por Richard Muther en los años 60, por medio de una serie de pasos y análisis,
permite determinar la mejor distribución de las plantas de producción nuevas
y modificar la distribución en plantas ya existentes.
Este método se basa en el conocimiento de las actividades del proceso, la
vinculación o relación entre ellas y los espacios necesarios para desarrollar
cada actividad (Ramirez, 2013).
3. METODOLOGÍA
26
3. METODOLOGÍA
3.1 DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERISTICAS DE LA
MELCOCHA
La caracterización de la melcocha se hizo con la información de la
investigación de mercado realizada por el departamento de ventas & mercado
de la Empresa Floundis S.A., en supermercados de Rotterdam en Holanda y
en la ciudad de Múnich en Alemania.
La información tabulada, permitió definir las características del empaque y
presentación que los clientes encontraron satisfactorias.
La estandarización de las características del producto se colocó en una ficha
técnica de producto terminado (Anexo II), donde se definieron las
características del material de empaque y presentación de producto.
Por otra parte se diseñó la etiqueta del producto, basándose en la información
requerida por la European Commission para exportar el producto.
3.2 ESTANDARIZACIÓN DE LAS ETAPAS DEL PROCESO
PRODUCTIVO
La estandarización de las etapas del proceso productivo se realizó en
diagrama de bloques, mediante los siguientes pasos:
1. Se definieron los límites del proceso, mediante la identificación de la
primera y último etapa.
27
2. Se escribió en cada bloque, la etapa que correspondía según la secuencia
definida del proceso.
3. Se colocaron las entradas y salidas correspondientes para cada bloque,
usando la simbología de una flecha.
4. Se indicaron factores de tiempo y temperatura de cada etapa.
5. Finalmente, se describió cada una de las etapas del proceso.
3.3 BALANCE DE MASA PARA EL PROCESO DE
ELABORACIÓN DE MELCOCHA
El balance de masa se inició con una codificación de las etapas del proceso,
a las que se les asignó un número y se establecieron las entradas y salidas
de cada una.
Con esta información, se elaboró un diagrama de caja negra donde se
visualiza de mejor manera cada etapa con sus respectivos componentes.
Se aplicó el método de Stivalet & Valencia (2012), para el balance de masa,
metodología que comprendió de 4 pasos:
1. Se representó gráficamente cada etapa por separado, con la información
de entradas, salidas y condiciones de la operación.
2. Se planteó la ecuación algebraica para la operación estudiada.
3. Finalmente, se resolvió la ecuación, reemplazando los datos con la
información que se posee del proceso.
28
3.4 DEFINICIÓN DE LA CAPACIDAD DE LOS EQUIPOS Y
REQUISITOS PARA UN PROCESO EFICIENTE
La capacidad de la maquinaria se definió en base al resultado del balance de
masa, ya que permitió saber cuánta materia prima es necearía procesar para
obtener las unidades esperadas.
Se procedió a buscar los equipos que cumplen con las especificaciones de
funcionamiento y capacidades requeridas.
Una vez seleccionados, y con la finalidad de asegurar la calidad del producto,
se evaluaron los equipos seleccionados en base a los puntos detallados en el
Capítulo II, artículo 8 de la norma técnica de buenas prácticas de manufactura
para alimentos procesados. Esta evaluación tuvo dos criterios de calificación
que fueron cumple o no cumple el equipo con las características establecidas.
Los puntos que se evaluaron fueron:
1. El material del equipo es de acero inoxidable.
2. El equipo no contiene madera.
3. El diseño del equipo facilita la inspección, limpieza y desinfección.
4. El diseño evita que el equipo tenga puntos muertos.
5. El diseño del equipo minimiza la contaminación cruzada para el producto.
3.5 ESTABLECIMIENTO DE LA UBICACIÓN DE LA PLANTA
Para determinar la ubicación ideal de la planta, se tomaron en cuenta tres
alternativas que propuso la Gerencia de Floundis S.A. Una vez que se
conocieron las características de cada opción se procedió aplicar la
metodología de Brown y Gibson que sigue los siguientes pasos:
29
1. Se definió los factores críticos para cada alternativa y se los calificó con
1(Cumple con el criterio) o 0 (No cumple con el criterio).
2. Se definió los factores objetivos para cada alternativa, estos factores
básicamente se refieren a costos que están relacionados con el espacio en el
que se montará la planta, como costos de construcción, mantenimiento,
arriendo, etc. Junto a cada factor se coloca el costo correspondiente.
3. Se aplicó la Fórmula [3] para calcular el factor objetivo de cada alternativa.
𝐹𝑂𝑖 =1
∑1
𝐶𝑡𝑖𝑛𝑖=1
[3]
Donde:
FO = Factor Objetivo
Ct = Costo total
4. Se definió los factores subjetivos para cada alternativa y se ponderó cada
uno de ellos en porcentaje según la importancia que Floundis S.A. dio a cada
uno de ellos.
5. Se obtuvo el índice de localización, combinando los factores críticos,
objetivos y subjetivos mediante la fórmula [4]:
𝐼𝐿 = 𝐹𝐶𝑖 {(𝐹𝑂𝑖 × 𝛼) + [(1 − 𝛼)(𝐹𝑆𝑖)]} [4]
Donde:
IL = Índice de localización
FC = Factor crítico
FO = Factor objetivo
𝛼 = Nivel de confiabilidad (0,8)
FS = factor subjetivo
30
Finalmente, la opción que presentó el mayor índice, es la mejor opción.
3.6 DISEÑO DEL LAYOUT DE LA PLANTA DE PRODUCCIÓN
El diseño del layout de la planta de melcocha, se estableció aplicando la
metodología SLP (Systematic Layout Planning) de Richard Muther en la que
se realizaron los siguientes esquemas:
3.6.1 TABLA RELACIONAL DE ACTIVIDADES
1. Para dar inició al análisis de relación de actividades, se establecieron en la
Tabla 6, los valores de proximidad que se utilizaron.
Tabla 6. Valoración de las proximidades
Tipo de relación Definición
A Absolutamente necesaria
E Especialmente necesaria
I Importante
O Ordinaria
U Sin importancia
X No deseable
(Fuente & Fernández, 2005)
2. Como segundo paso, se definieron en la Tabla 7, los valores para la
justificar las proximidades.
Tabla 7. Valoración de la justificación de proximidades
Código Motivos
1 Flujo de materiales
2 Flujo de información
3 Flujo de desecho
4 Conveniencia
5 Personal
(Fuente & Fernández, 2005)
31
3. Se identificaron las áreas del proceso productivo en base al diagrama de
bloque y tomando en cuenta las áreas comunes que se requieren dentro
de la infraestructura de la planta y se colocaron en la Tabla de relación de
actividades (Anexo III).
4. En el triángulo que une las dos actividades a evaluar, se colocó la
valoración de proximidad que se necesita entre las áreas y el valor de la
justificación. Este paso se repite con todas las actividades hasta completar
la Tabla.
3.6.2 DIAGRAMA DE RELACIONAL DE ACTIVIDADES
Según la metodología SLP, una vez que se diseñó la Tabla de relación de
actividades, se procede a realizar un diagrama que representa la proximidad
entre áreas antes definida.
Primero, se realizó el diagrama representado cada área con un rectángulo, e
inició desde las áreas que requiere una proximidad A (Absolutamente
necesaria), seguidas por las área de proximidad E (Especialmente necesaria),
y sucesivamente con las demás áreas de proximidad I (Importante), O
(Ordinaria) y X (No deseable). Una vez dibujadas las áreas, se unió cada una
con la línea de relación correspondiente como se puede observar en la Tabla
8.
Tabla 8. Línea de relación
Tipo de relación Tipo de línea de relación
A
E
I
O
X
32
3.6.3 DISEÑO LAYOUT
Una vez definida la distribución de la planta, se graficó el diseño en AutoCAD
identificando las áreas del proceso productivo y los departamentos
transversales a las operaciones.
El espacio de las áreas se adecuó al tamaño disponible de la bodega
seleccionada para montar la planta.
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
33
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
4.1 CARACTERIZACIÓN DE LA MELCOCHA
Tomando en cuenta el estudio de mercado realizado por Floundis S.A. en
distintas ciudades de Alemania y Holanda, donde los encuestados pudieron
observar 3 diferentes presentaciones de la melcocha y además degustarla; se
logró definir las características de la presentación del producto final. Los
resultados presentados a continuación, se enfocan solamente en aquellos
puntos que nos proveen información sobre las características del producto.
4.1.1 RESULTADOS DE LA ENCUESTA
En la Figura 8, se presentan los resultados sobre la apreciación que tuvo el
consumidor respecto el sabor de la melcocha.
Figura 8. Apreciación del cliente respecto al sabor de la melcocha
39%
12%
47%
2%
Sabor ideal
Menos dulce
Menos sabor a limón
Otros
34
Como se observa en la gráfica, el 47 % de los encuestados, tras la
degustación, indican que preferirían una melcocha con menor sabor a limón,
importante consideración que se debe tomar en cuenta al momento de la
elaboración de la melcocha, para no adicionar este ingrediente que
comúnmente se añaden para darle un valor agregado al producto.
En la Figura 9, se presentan los resultados sobre la preferencia de
presentación de melcochas por parte del cliente.
Figura 9. Presentación de la melcocha.
De las 3 presentaciones de melcocha que el encuestado puedo observar, el
67 % prefiere la melcocha en forma de chupete (de 10 cm). Dicha
presentación no es tradicional dentro de la elaboración artesanal, sin
embargo, se considera que el producto presentado de esta manera dará un
valor agregado para el consumidor.
25%
8%
67%
Barra de 20 cm
Rectangulo 15 cm
Chupete 10 cm
35
En la Figura 10, se presentan los resultados sobre las sugerencias sobre la
presentación del producto que tuvo mayor acogida, en este caso, al chupete
de 10 cm.
Figura 10. Observaciones referentes a la melcocha chupete de 10 cm
El 43 % de los encuestados sugirieron que en la presentación de la melcocha
como chupete, se cambie el palo de madera por otro material que le dé una
apariencia más atractiva a la melcocha en chupete.
4.1.2 FICHA TÉCNICA DEL PRODUCTO
Una vez que se conocieron los resultados de la encuesta sobre las
especificaciones que el cliente espera del producto final, se procedió a crear
la ficha técnica del producto (Tabla 9) con la información recopilada con el
objetivo de estandarizar todas las características del producto. Además se
incluyeron características físico químicas, microbiológicas y organolépticas,
las mismas que fueron definidas en base a la Norma INEN 2217:2012
Productos de confitería. Caramelos, pastillas, grageas, gomitas y turrones; y
bibliografía revisada en el marco teórico.
8%
43%
16%
30%
3%
Empaque primario muy simple
Palo de madera no estético
Mejorar selle de empaque
Empaque ideal
Otros
36
Tabla 9. Ficha técnica de la melcocha
FICHA TÉCNICA DE PT
Nombre: Melcocha
Tipo de producto: Confitería
Presentación: Chupete (Caramelo enrollado en palo) de 10 cm de largo por 1.5 cm
de ancho (Anexo IV ).
Peso neto: 20 g ± 3 g
Norma INEN: 2217:2012 Productos de confitería. Caramelos, pastillas, grageas,
gomitas y turrones
Características organolépticas:
Color: Café claro, brillante
Sabor: Dulce, característico del producto
Consistencia: Dura, quebradiza
Especificaciones físico químicas:
Máximo permitido
Humedad: 3%
Sacarosa: 90%
Azúcares reductores: 23%
Especificaciones microbiológicas:
n m M c
NMP coliformes fecales /g: 5
37
La creación de la ficha técnica del producto terminado, permite mantener la
información del producto estandarizada y accesible, para mejorar el control de
atributos y características de la melcocha. Una vez que se inicie producción,
se podrán definir nuevos parámetros que irán actualizándose en esta ficha.
4.1.3 INFORMACIÓN DE ETIQUETADO
Se diseñaron las etiquetas del producto, considerando los requerimientos para
productos alimenticios de exportación, según lo definido por el Instituto de
Promoción de Exportaciones e Inversiones del Ecuador (2016).
En la Figura 11, se observa la información que se coloca en la parte frontal
del producto.
Nombre comercial
Cantidad neta
Figura 11. Etiqueta frontal
En la Figura 12, se observa la información que se coloca en la parte posterior
del producto.
Melcocha 20 g
38
Listado y cantidad de
ingredientes
Datos del lugar de origen
y del distribuidor
Contenido de otros compuestos
Figura 12. Etiqueta posterior
En la Figura 13, se observa la información que se coloca en el producto por
medio de inkjet.
Fecha de elaboración Fecha de vencimiento
Lote
Figura 13. Información impresa con INKJET.
Debido a que la producción de melcocha de la Empresa Floundis S.A. será
destinada en el 100% para exportación a la Unión Europea, la información que
se detalla en las etiquetas, será traducida al idioma inglés para la impresión
en el envoltorio primario y secundario del producto.
Ingredientes: Panela sólida (22,5g) y agua potable (22 ml)
Elaborado por Floundis S.A. Av. 6 de diciembre y Orellana N2750, Quito -
Ecuador
Distirbuido por Ecuador Direkt. Magnolia 12671 NW Naaldwijk - Nederland.
Telf. 0031631681196
Mantener en un lugar fresco y seco
Condiciones de almacenamiento
39
4.2 ESTANDARIZACIÓN DE LAS ETAPAS DEL PROCESO
PRODUCTIVO
Con la información de Sánchez, & Verdezoto (2009), sobre el proceso
productivo para elaborar melcocha y el entendimiento de estos mismos
procesos artesanales, se estandarizaron las actividades la siguiente manera
(Figura 14).
Panela
¿Cumple con requisitos
de la norma INEN 2331
Panela granulada?
Si
Agua Vapor 115 °C de agua 40 min
50 °C 5 min
20 min
15 °C
Figura 14. Diagrama de bloque de la melcocha.
No
Pesaje MP
Evaporación
Enfriamiento y
pre amasado
Amasado
Moldeado
Enfriamiento
Recepción MP
Empacado
Rechazar
40
4.2.1 RECEPCIÓN DE MATERIA PRIMA
La panela se recibe directamente en la bodega, donde se almacena hasta que
el departamento de calidad, tome muestras de los lotes de panela recibida y
se realicen los respectivos análisis de humedad, pH, % de sacarosa y análisis
sensorial, para proceder a liberar la materia prima.
4.2.2 PESAJE DE MATERIAS PRIMAS
Para asegurar las características organolépticas de la melcocha, se requiere
manejar porciones estandarizadas de las materias primas, en este caso, la
panela y el agua tendrán una porción de 1:1 respectivamente, es decir, por
cada kilogramo de panela, se debe colocar 1 litro de agua.
Para facilidad de las operaciones y manejo de las mismas unidades, se
transforma el litro de agua en kilogramos, tomando en cuenta que la densidad
del agua es de 1 kg/l, entonces se aplica la Fórmula [5] (Tipler & Mosca, 2003).
𝑚 = 𝜌 × 𝑉 [5]
Donde:
𝑚 = masa
𝜌 = densidad
𝑉 = velocidad
𝑚 = 1𝑘𝑔
𝑙 × 1 𝑙
𝑚 = 1 𝑘𝑔
Por lo tanto por cada kg de panela, se adiciona 1 kg de agua.
41
4.2.3 EVAPORACIÓN
Se inicia el calentamiento a fuego alto, colocando la panela pesada y el agua
con la medida exacta en una marmita de acero inoxidable, con agitación
mecánica, hasta que la masa alcance una temperatura de caramelización
entre 110 – 115 °C.
4.2.4 ENFRIAMIENTO Y PRE AMASADO
Posteriormente se vierte la mezcla caliente en un túnel de enfriamiento de
acero inoxidable, para que la masa baje la temperatura hasta 45 – 50 °C, de
forma que pueda ser manipulada. En el mesón se debe colocar aceite
disperso para evitar que se pegue la masa. Con la ayuda de raspadores de
acero inoxidable, se levanta constantemente la masa del mesón, para evitar
que esta se endurezca y pierda su condición elástica.
4.2.5 AMASADO
Cuando la masa alcanza temperaturas entre los 45 – 50 °C, se vuele más
elástica y se la coloca en el mezclador, que tiene la función de oxigenar la
masa, por medio del movimiento y fricción, causando cambio de color y
consistencia.
4.2.6 MOLDEADO
Una vez que se obtiene una masa suave de color café claro, brillante, se estira
la melcocha de forma cilíndrica de aproximadamente 0.5 cm de grosor, se
corta en piezas de 15 cm de largo, y se los enrolla en un palo plástico, hasta
obtener un chupete con 10 cm de caramelo envuelto.
4.2.7 ENFRIAMIENTO
La melcocha moldeada se coloca nuevamente en el túnel de enfriamiento
para que la melcocha tome su consistencia final.
42
4.2.8 EMPACADO Y ETIQUETADO
El empaque primario de la melcocha, para mantener sus carteristas
organolépticas, es de polietileno de grado alimenticio, el mismo que contendrá
toda la información impresa sobre el producto. La fecha de vencimiento, fecha
de caducidad y lote del producto se colocará con impresión inkjet.
El empaque secundario será de polietileno grado alimenticio, en donde se
colocarán 10 unidades y se cerrará el empaque con selladora manual.
4.3 BALANCE DE MASA PARA EL PROCESO DE
ELABORACIÓN DE LA MELCOCHA
Por medio del balance de masa, se espera conocer el rendimiento de la
materia prima y el número de unidades que se pueden elaborar partiendo de
un peso. Para dar inicio al análisis de balance de masa, se codifican en la
Tabla 10, cada una de las etapas del proceso productivo estandarizado y sus
respectivas entradas y salidas
Tabla 10. Codificación del diagrama de caja negra
Etapa Codificación Entrada Salida
Recepción MP 1 A B
Pesaje MP 2 B C
Evaporación 3 C, D E, F
Enfriamiento y
pre amasado 4 F G
Amasado 5 G H
Moldeado 6 H, I J
Enfriamiento 7 J K
Empacado 8 K, L M
43
Donde:
A = Panela
B = Panela analizada
C= Panela pesada
D= Agua
E= Vapor de agua
F= Masa de melcocha
G= Masa de melcocha 50°C
H= Melcocha
I= Palo plástico
J= Chupete de melcocha
K= Chupete de melcocha ∆𝑇 ambiente.
L= Empaque plástico
M= Chupete de melcocha empacado
Con la codificación de las etapas productivas, se realiza una representación
gráfica del proceso en la Figura 15, de la cual se irá tomando por separado
cada etapa para realizar un análisis de balance de masa.
Figura 15. Diagrama de caja negra del proceso.
1 A
5 6 7 8
4 3 2 B C
D
E
F G
H
I
J K
L
M
44
4.3.1 BALANCE DE MASA – RECEPCIÓN MP
Para iniciar el proceso, ingresan 10 kg de panela, tras la recepción y análisis
de la misma, se espera saber cuánto sale de este proceso (Figura 16).
Figura 16. Representación gráfica de balance de masa de la etapa 1
Ecuación:
A = B
10 kg panela = 10 kg de panela analizada
Como se puede observar en el resultado, en esta etapa no existe
transformación de la materia prima, la entrada es igual a la salida.
4.3.2 BALANCE DE MASA – PESAJE MP
En la etapa 2, pesaje de la materia prima, la entrada es el resultado de la
etapa 1 y se calcula la salida (Figura 17)
Figura 17. Representación gráfica de balance de masa de la etapa 2
Ecuación:
B = C
10 kg panela analizada = 10 kg de panela pesada
C
X panela pesada
B
10 kg panela analizada
A
10 kg panela
B
X panela analizada 1
2
45
Como se puede observar en el resultado, en esta etapa no existe
transformación de la materia prima, la entrada es igual a la salida.
4.3.3 BALANCE DE MASA – EVAPORACIÓN
En la etapa 3 de evaporación, se tiene dos entradas, una es el resultado de la
etapa 2 y la otra es el agua que se añada al proceso para obtener la
evaporación. De igual forma se generan dos salidas que se analizan a
continuación (Figura 18).
Figura 18. Representación gráfica de balance de masa de la etapa 3
Para el análisis de esta etapa, se necesita conocer el porcentaje de solutos y
agua que contiene cada una de las entradas y salidas.
C (Panela): Según especificación en la norma INEN 2331:2002 para la panela,
esta puede tener un máximo de 7 % de H2O, por lo que se deduce que los
solutos son el 93 %.
D (Agua): Su contenido es 100 % H2O
E (Vapor de agua): Su contenido es100 % H2O
F (Masa de melcocha): Según especificación en la norma INEN 2217:2002
para productos de confitería, esta puede tener un máximo de 3 % de H2O, por
lo que se deduce que los solutos son el 97 %.
F
X masa de melcocha
C
10 kg panela pesada
D
10 kg agua
E
X vapor de agua
3
46
Ecuación:
C + D = E + F
La resolución de esta ecuación, se hace en relación al contenido de solutos.
10 (0.93) + 10 (0) = E (0) + F (0.97)
9.3 = F (0.97)
F = 9.58 kg masa de melcocha
F, es el resultado de masa de melcocha que se obtiene después de la
evaporación de la panela.
Para conocer la cantidad de agua que se evapora en el proceso, se remplazan
los datos de la ecuación original.
C + D = E + F
10 + 10 = E + 9.58
E = 10.42 kg vapor de agua
Finalmente, se conoce que en el proceso de evaporación, con una entrada de
10 kg de panela + 10 kg de agua, se obtienen 9.58 kg de masa de melcocha
y se evaporan 10.42 kg de agua.
Entre la etapa 3 y la 4, existe una merma de producto considerable, que se da
al momento de volcar la masa de melcocha de la marmita de evaporación
hasta el túnel de enfriamiento. Suponiendo que el porcentaje de pérdida es
5.6 %, el total de la masa que pasaría a la etapa 4 sería de:
F = 9.58 kg - (9.58 x 0.056)
F = 9.04 kg de masa de melcocha
47
Esta pérdida de masa, no se la incluyó dentro del balance de línea porque, no
es una perdida propia del proceso de evaporación, ya ocurre una vez que
concluyó este proceso.
Finalmente, la cantidad de masa que pasa la etapa 4 es de F = 9.04 kg.
4.3.4 BALANCE DE MASA – ENFRIAMIENTO Y PRE AMASADO
En la etapa 4 de enfriamiento y pre amasado, la entrada es el resultado de la
etapa 3 y se calcula la salida (Figura 19)
Figura 19. Representación gráfica de balance de masa de la etapa 4
Ecuación:
F = G
9.04 kg masa de melcocha = 9.04 kg masa de melcocha 50°C
Como se puede observar en el resultado, en esta etapa no existe
transformación de la materia, la entrada es igual a la salida.
4.3.5 BALANCE DE MASA – AMASADO
En la etapa 5 de amasado, la entrada es el resultado de la etapa 4 y se calcula
la salida (Figura 20)
Figura 20. Representación gráfica de balance de masa de la etapa 5
H
X melcocha
G
9.04 kg masa de
melcocha 50°C
F
9.04 kg masa de melcocha
G
X masa de melcocha 50°C 4
5
48
Ecuación:
G = H
9.04 kg masa de melcocha 50°C = 9.04 kg melcocha
En el resultado de esta etapa no existe transformación de la materia, la
entrada es igual a la salida, sin embrago, ya se obtiene el producto final bruto
que es la melcocha.
4.3.6 BALANCE DE MASA – MOLDEADO
En la etapa del moldeado, ingresa el resultado de la etapa 5 y se añade el
peso del palo plástico, para obtener como resultado el peso bruto del chupete
de melcocha (Figura 21).
Para este balance de masa es necesario calcular cuantas unidades se
obtendrán de 9.04 kg de melcocha, considerando que cada unidad debe tener
un peso de 20 gramos neto.
9 040 gramos / 20 gramos = 452 unidades
Como se puede observar de 9.04 kg de melcocha, se elaboran 452 unidades,
es decir, se requieren 452 palos plásticos el mismo que tiene un peso unitario
de 3.5 gramos.
452 x 3.5 = 1 582 gramos = 1.58 kg
En total la masa que se adiciona a nuestro producto es de 1.58 kg.
Figura 21. Representación gráfica de balance de masa de la etapa 6
H
9.04 kg melcocha
I
1.58 kg palo plástico
J
X chupete de melcocha 6
49
Ecuación:
H + I = J
9.04 kg + 1.58 kg = J
10.62 kg = J
El resultado de balance de masa de la etapa 6, es 10.62 kg que representan
las 452 unidades de melcocha (9.04 kg) con su respectivo palo plásticos de
chupete.
4.3.7 BALANCE DE MASA – ENFRIAMIENTO
A la etapa 7 de enfriamiento, ingresa el producto ya moldeado y con el peso
del material adicionado (Figura 22).
Figura 22. Representación gráfica de balance de masa de la etapa 7
Ecuación:
J = K
10.62 kg chupete melcocha = 10.62 kg chupete melcocha ∆𝑇 ambiente
Como se puede observar en el resultado, en esta etapa no existe
transformación de la materia, la entrada es igual a la salida.
4.3.8 BALANCE DE MASA – EMPACADO
En la etapa de empaque, ingresa el resultado de la etapa 7 y se añade el peso
del envoltorio primario (Figura 23), para obtener como resultado el peso bruto
del chupete de melcocha.
K
X chupete de melcocha
∆𝑇 ambiente
J
10.62 kg de chupete
de melcocha
7
50
El peso del envoltorio por unidades es de 1.5 gramos, si se requieren 452
envoltorios, el total del peso que se añade es 0.67 kg
Figura 23. Representación gráfica de balance de masa de la etapa 8
Ecuación:
K + L = M
10.62 kg + 0.67 kg = M
11.29 = J
Del balance de masa de la etapa 8, se obtiene el producto final del proceso
que es 11.29 kg, cantidad que representa el peso bruto de las 452 unidades
de melcocha.
Con este dato se puede obtener el peso bruto por unidad
11 290 gramos / 452 = 24.9 gramos
Por medio de este balance de masa se determinó que con 10 kg de panela y
10 litros de agua, se pueden elaborar 452 unidades de melcocha, con un peso
neto de 20 gramos y un peso bruto de 24.9 gramos.
K
10.62 kg chupete de
melcocha ∆𝑇 ambiente
L
0.67 kg envoltorio
M
X chupete de melcocha
empacado
8
51
4.4 CAPACIDAD Y REQUISITOS DE EQUIPOS PARA EL
PROCESO PRODUCTIVO
La selección de equipos se realiza en basa al flujo másico definido con el
balance de masa y tomando en cuenta las características de funcionamiento
que se espera del equipo. Adicionalmente se evalúan los aspectos que deben
cumplir los equipos, según lo definido en la Norma de BPM´s emitida por la
entidad nacional ARCSA.
4.4.1 BÁSCULA
La báscula es necesaria en la etapa de pesaje, para garantizar que las
cantidades de panela que entran al proceso son las exactas. Para esta etapa
el flujo másico es de 10 kg.
A continuación se detallan las principales características del equipo (Tabla
11).
Tabla 11. Especificación de la báscula
Capacidad mínima: 10 kg
Mecanismo: Sistema de manejo digital.
Sensibilidad de 1 gramo
Material: Acero inoxidable
Una vez que se conocen las características generales del equipo, se evalúan
los criterios de BPM´s (Tabla 12).
52
Tabla 12. Evaluación de criterios de BPM´s para la báscula
Criterio Cumple No cumple
El material del equipo es de acero inoxidable X
El equipo no contiene madera. X
El diseño del equipo facilita la inspección, limpieza y
desinfección. X
El diseño evita tener puntos muertos. X
El equipo minimizando la contaminación cruzada para el
producto X
Como se puede observar la báscula que tiene contacto directo con la materia
prima, cumple con los criterios requeridos por BPM´s.
4.4.2 MARMITA DE FUNDICIÓN
La marmita de fundición se requiere en el proceso de evaporación, el cual
tiene un flujo másico de 20 kg, ya que a este proceso entran 10 kg de panela
y 10 kg de agua.
A continuación se detallan las principales características del equipo (Tabla
13).
Tabla 13. Especificación de la marmita de fundición.
Capacidad mínima: 20 kg
Mecanismo:
Sistema de calentamiento por quemador con gas
natural. Sistema de volcado basculante y agitación
manual.
Material: Acero inoxidable
Una vez que se conocen las características generales del equipo, se evalúan
los criterios de BPM´s (Tabla 14).
53
Tabla 14. Evaluación de criterios de BPM´s para la marmita.
Criterio Cumple No cumple
El material del equipo es de acero inoxidable X
El equipo no contiene madera. X
El diseño del equipo facilita la inspección, limpieza y
desinfección. X
El diseño evita tener puntos muertos. X
El equipo minimizando la contaminación cruzada para el
producto X
Como se puede observar la marmita que tiene contacto d