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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
FACULTAD DE INGENIERIA QUÍMICA
ESCUELA DE INGENIERIA QUÍMICA
“DISEÑO Y SIMULACIÓN DE UN PROCESO INTEGRADO PARA OBTENER QUESO, MANTEQUILLA
Y PROTEINA DE SUERO, A PARTIR DE LECHE, USANDO EL SIMULADOR SUPERPRO DESIGNER ”
TESIS DE INVESTIGACIÓN PARA OBTENER EL TÍTULO DE:
INGENIERO QUÍMICO
AUTORES: Br. ABANTO CAMPOS, Rocío del Consuelo
Br. ESPINAL DIAZ, Consuelo Edith
ASESOR:
MSc. Luís Moncada Arbitres
TRUJILLO – PERÚ 2006
Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación
Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/
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Industrialización de La Leche
Br. Abanto Campos, Rocío del Consuelo Br. Espinal Díaz, Consuelo Edith
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PRESENTACIÓN
SEÑORES MIEMBROS DEL JURADO: Ing. René Ramirez Ruiz
MsC Ing. Luis Moncada Albitres
MsC Ing. Manuel Vera Herrera
De conformidad con los dispositivos legales y vigentes de Grados y Títulos de la
Facultad de Ingeniería Química de La Universidad Nacional de La Libertad –
Trujillo, queda a vuestra consideración y elevado criterio el presente trabajo de
tesis titulado:
“DISEÑO Y SIMULACIÓN DE UN PROCESO INTEGRADO PARA OBTENER
QUESO, MANTEQUILLA Y PROTEINA DE SUERO, A PARTIR DE LECHE,
USANDO EL SIMULADOR SUPERPRO DESIGNER ”
Con la finalidad de obtener el Título profesional de Ingeniero Químico.
Presentamos a ustedes señores miembros del jurado el presente trabajo de
investigación, esperando que sirva como un pequeño aporte a la producción de
alimentos en nuestro país, y específicamente a la industrialización de la Leche.
Trujillo, Octubre del 2006
Br. Abanto Campos, Rocío del Consuelo Br. Espinal Díaz, Consuelo Edith
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JURADO DICTAMINADOR
________________________________
Ing. René Ramirez Ruiz
________________________________ ________________________________
MsC Ing. Luis Moncada Albitres MsC Ing. Manuel Vera Herrera
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A la Memoria de mi Mamá
Inés Gil de Campos
quien con su ejemplo, cariño y entrega incondicional, logró cultivar en mí, valores indispensable en mi formación personal y profesional; y porque, a pesar de la distancia, está presente cada día.
Con inmenso Amor, Gratitud y Respeto a los mejores padres del mundo, MIS PADRES:
Nancy y Néstor por estar siempre allí, y quienes a base de esfuerzo, sacrificio, apoyo, abnegación, e infinita comprensión, lograron hacer de mí, una persona de bien y me motivaron día a día a la culminación de mi carrera profesional.
A mí Querida Hermana:
Liliana Inés por estar conmigo en los buenos y malos momentos, y a quien nunca le faltan palabras de aliento en mis momentos de flaqueza.
A mis Tíos:
Luis, Aureo y Roberto quienes desde el primer día de mi existencia en este mundo, me demostraron su infinito cariño y su apoyo incondicional contribuyendo así en mi formación y logrando acrecentar mi esfuerzo para obtener el presente logro.
A mis Queridas Tías:
Arcadia, Carmela y Eudalda
quienes me han visto crecer y han compartido parte de mi vida: por su cariño, comprensión, estímulo, y ayuda.
Rocío del Consuelo
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Con inmensa gratitud, para la persona más importante de mi vida, Mi madre: Edith Díaz quien estuvo en cada acierto y desacierto de mi existencia y quien con su amor , paciencia, dedicación y constante apoyo hizo posible la culminación de mi carrera profesional.
A mis abuelos:
José y Manuela
por el apoyo incondicional en cada momento, por su amor, sus valores y su ejemplo, y porque su presencia en mi vida es el regalo mas grande que Dios me ha dado
A mi hermano:
Roger por estar conmigo y apoyarme siempre.
A mi tío:
Roger Díaz quien a pesar de encontrarse lejos, estuvo siempre pendiente y su apoyo y cariño me acompañaron a cada momento.
Consuelo Edith
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AGRADECIMIENTO
Agradecemos a DIOS, creador todo lo existente sobre la tierra, quien nos
dió y nos seguirá dando fortaleza para seguir adelante todos los días de
nuestras vidas, a pesar de los obstáculos presentes en el camino .
Queremos expresar nuestro más profundo y sincero agradecimiento al MSc.
Ing. Luis Moncada Albitres, ya que sin su ayuda, su comprensión y su
desinteresada orientación y asesoramiento, este trabajo habría sido
imposible de realizar.
Así mismo, expresar nuestro reconocimiento a las autoridades de la Facultad
de Ingeniería Química por la ayuda recibida; al Decano, Ing. José Rivero
Mendez; al Director de Escuela, Ing. René Ramirez Ruiz; así como también
a la Secretaria de la Escuela de Ingeniería Química, Sra Sonia Ruiz; y a los
Miembros del Jurado Calificador de Proyectos, por todas las observaciones
pertinentes.
Finalmente, y de manera especial, nuestra gratitud a todos los profesores y
compañeros de la Facultad de Ingeniería Química, por haber jugado un
papel muy importante en la culminación de esta etapa de nuestras vidas,
impartiendo e intercambiando conocimientos y experiencias dentro del aula,
desarrollando valores de respeto, veracidad, solidaridad y tolerancia,
originando una convivencia armónica y haciendo de nuestra casa de
estudios nuestro segundo hogar.
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CONTENIDO
PRESENTACION…................................................................................................i
JURADO EXAMINADOR.......................................................................................ii
DEDICATORIA......................................................................................................iii
AGRADECIMIENTO..............................................................................................v
CONTENIDO.........................................................................................................vi
LISTA DE TABLAS................................................................................. ............viii
LISTA DE CUADROS..........................................................................................viii
LISTA DE GRAFICOS...........................................................................................ix
RESUMEN…..........................................................................................................x
ABSTRACT…........................................................................................................xi
INTRODUCCION .......................................................................................1
I. CAPITULO I : LA LECHE Y SUS DERIVADOS..…………………………2
1.1 Definición………………………………………………………………………..2
1.2 Composición…………………………………………………………………….3
1.3 Producción……………………………………………………………………..15
1.4 Formas de Consumo………………………………………………………….30
1.5 Derivados ..……………………………………………………………………33
II. CAPITULO II : OBTENCIÓN DE DERIVADOS DE LA LECHE………...34
2.1 Leche para Consumo Directo………………………………………………..34
2.2 Derivados………………………………………………………………………41
III. CAPITULO III : DISEÑO Y SIMULACION DE UN PROCESO INTEGRAL
PARA LA INDUSTRIALIZACION DE LA LECHE………………………..56
3.1 Super ProDesigner………………………………….………………………...56
3.2 Diagrama de Flujo……………………………………………………………..60
3.3 Descripción del Proceso………………………………………………………62
3.4 Simulación del Proceso……………………………………………………….65
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IV. CAPITULO IV : DISCUSION DE RESULTADOS………………..………109
4.1 Balance de Materiales……………………………………………………….109
4.2 Impacto Ambiental…………………………………………………………...109
4.3 Análisis de Costos y Evaluación Económica……………………………...110
CONCLUSIONES…………...………………………………………………………112
RECOMENDACIONES……………………………………………………………. 113
BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………………………...114
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LISTA DE TABLAS
Tabla Nº 01. Composición de La Leche de diversos mamíferos..........................5
Tabla Nº 02. Producción de Leche de Vacuno por Departamento.....................25
Tabla Nº 03. Ingreso de Materias Primas e Insumos a las Plantas
Agroindustriales……………………………………………………...26
Tabla Nº 04. Producción y Ventas Agroindustriales por Mes…..........................27
Tabla Nº 05. Volumen de Importación de Lácteos……………............................28
Tabla Nº 06. Composición Nutritiva (para porción de100 gr.).............................49
Tabla Nº 07. Unidades de Procedimientos en SuperPro Designer.....................58
Tabla Nº 08. Requerimientos de Materias Primas para el Flowsheet...............109
Tabla Nº 09. Resumen del Reporte de Impacto Ambiental…….......................110
Tabla Nº 10. Impacto Económico Total de la Planta……………......................111
Tabla Nº 11. Ingresos Anuales generados al año……………………...............111
LISTA DE CUADROS
Cuadro Nº 01. Propiedades de la Leche..............................................................12
Cuadro Nº 02. Dosis diaria recomendada según MERCOSUR...........................14
Cuadro Nº 03. Dosis diaria recomendada cubierta por un vaso de leche……....15
Cuadro Nº 04. Contaminación de la Leche….…………………………………...…36
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LISTA DE GRAFICOS
Gráfico Nº 01. Sistemas de Producción Lechera...............................................16
Gráfico Nº 02. Estructura Porcentual de la Producción Mundial de Leche…....20
Gráfico Nº 03. Participación del mercado del comercio mundial accesible......20
Gráfico Nº 04. Países Productores de la Comunidad Andina…………....……..21
Gráfico Nº 05. Producción Nacional de Leche y Tasa de Crecimiento Anual…22
Gráfico Nº 06. Consumo Per Cápita de Leche…………………………...………24
Gráfico Nº 07. Exportaciones de Leche por Tipo y Países................................29
Gráfico Nº 08. Precio al Productor de Leche…………………………….……….30
Gráfico Nº 09. Planta Integrada de Industrialización de Leche…………...........61
Gráfico Nº 10. Composición de la Corriente S-103………………………………66
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RESUMEN
“DISEÑO Y SIMULACIÓN DE UN PROCESO INTEGRADO PARA OBTENER
QUESO, MANTEQUILLA Y PROTEINA DE SUERO, A PARTIR DE LECHE,
USANDO EL SIMULADOR SUPERPRO DESIGNER ”
La leche es el primer alimento del hombre y la más completa y equilibrada fuente
de vitaminas y minerales indispensables en su dieta diaria; siendo los derivados
más consumidos los quesos, la mantequilla y la proteína del suero.
En los últimos años, la producción de leche ha ido incrementando
considerablemente, pero una gran parte de esta producción se pierde debido a
su contaminación o es mal vendida a grandes empresas lecheras.
Este trabajo de investigación muestra la manera de industrializar la leche,
utilizando el programa SuperPro Designer como herramienta principal en la
Simulación de una Planta procesadora de Derivados Lácteos como son el
queso, la mantequilla y el yogurt, y de etanol como sub producto, comprobando
la rentabilidad de la instalación de esta planta, facilitando los cálculos de balance
y garantizando un impacto negativo sobre el medio ambiente.
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ABSTRACT
“DESIGN AND SIMULATION OF AN INTEGRATED PROCESS TO OBTAIN CHEESE, BUTTER AND SERUM PROTEIN, FROM MILK, USING SIMULATOR SUPERPRO DESIGNER” Milk is the first food of the man and most complete and balanced source of
vitamins and minerals indispensable in his daily diet; being the derivatives more
consumed cheeses, butter and serum protein.
In the last years, the milk production has been increasing considerably, but a
great part of this production is lost due to contamination or badly is sold to great
milk companies.
This work of investigation shows the way to industrialize milk, using the Super
Pro Designer program as main tool in the Simulation of Plant Processor of Milky
Derivatives as they are the cheese, butter and serum protein, and of ethanol like
sub product, verifying the yield of the installation of this plant, facilitating the
calculations of balance and guaranteeing a negative impact on environment.
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INTRODUCCIÓN
Actualmente la principal alternativa de industrialización de la leche es la
elaboración de quesos, teniendo como principal residuo el suero de la
leche, es por eso que surge como alternativa la instalación de una planta
integral para procesar leche y obtener derivados como el queso,
mantequilla y proteína de suero.
El presente informe de investigación diseña y simula un proceso integrado
para obtener queso, mantequilla, proteína y etanol como subproducto a
partir de la leche, usando el Simulador de Procesos SUPERPRO
DESIGNER.
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CAPITULO I
LA LECHE Y SUS DERIVADOS
1.1.- LA LECHE
La leche es el más completo y equilibrado de los
alimentos, exclusivo del hombre en sus primeros meses de vida y
excelente en cualquier edad.
Otras características secundarias de la leche son una
débil reacción alcalina y una reacción ácida. Esta última indica
alteración por fermentación. Sin embargo, la leche tiene algunas
desventajas: es, por un lado, fácilmente alterable, por lo que en
muchas ocasiones se encuentra adulterada; y es, por otro lado,
vehículo frecuente de gérmenes y su consumo es a veces causa de
enfermedades endémicas.
También entendemos como leche al producto integral
del ordeño total e ininterrumpido, en condiciones de higiene que da la
vaca lechera en buen estado de salud y alimentación. Esto además,
sin aditivos de ninguna especie. Agregado a esto, se considera leche,
a la que se obtiene fuera del período de parto. La leche de los 10
días anteriores y posteriores al parto no es leche apta para consumo
humano. Siempre el ordeñe debe ser total, de lo contrario al quedar
leche en la ubre, la composición química de esta cambiará.
Desde el punto de vista biológico, la leche es el
producto de la secreción de las glándulas que a tal fin tienen las
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hembras mamíferas, cuya función natural es la alimentación de los
recién nacidos.
Desde el punto de vista fisicoquímico, la leche es una
mezcla homogénea de un gran número de sustancias (lactosa,
glicéridos, proteínas, sales, vitaminas, enzimas etc.) que están unas
en emulsión (la grasa y sustancias asociadas), algunas en
suspensión (las caseínas ligadas a sales minerales) y otras en
disolución verdadera (lactosa, vitaminas hidrosolubles, proteínas del
suero, sales, etc.).
El porcentaje de grasa varía según las estaciones del
año, entre un 4.8% durante le invierno y un 2.8% en verano, pero la
industria láctea estandariza este tenor graso a través de la
homogenización, la que dispersa en forma pareja la grasa de la
leche. Es decir, si tiene mucha grasa se le quita y deriva para la
elaboración de manteca ó crema. La grasa, que es el componente
que más varía entre razas, es inversamente proporcional a la
cantidad de leche producida.
1.2.- COMPOSICIÒN.-
La leche de vaca, que es la que con más frecuencia
consumimos, contiene lo siguiente:
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-- 87.5 % de agua
-- 3,5 % de proteínas animales (caseína, lactalbúmina, lactaglobulina)
-- 4,5 % de lactosa
-- 0,6% de minerales (fosfatos y cloruro de sodio)
-- grandes cantidades de vitaminas A, B y D, además de pocas cantidades de vitamina C.
La leche posee bacterias de cuatro tipos: bacterias no
patógenas; bacterias formadas de ácido láctico, causantes de la
fermentación; bacterias de putrefacción, y bacterias patógenas,
siendo estas últimas las únicas peligrosas para la salud porque
provocan serias enfermedades e infecciones. Las bacterias
patógenas más comunes en la leche son: el bacilo de Koch (que
causa la tuberculosis de tipo alimenticio), bacilos tíficos y paratíficos,
bacilo dlftéfico, germen de la escarlatina y brucella melitensis1 (que
provoca la fiebre de Malta o brucelosis).
Los factores que influyen en el grado de pureza de la
leche son: la salud de la vaca, la limpieza a la hora de la ordeña y la
limpieza en el manejo del producto. Esto, al menos, en lo que a la
leche bronca o cruda se refiere. Como en el caso del agua, el
tratamiento obligado para garantizar la pulcritud de este alimento es
la ebullición.
1 Schlimme, Eckhard. “La leche y sus componentes”. Santiago de Chile (2002)
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Tabla Nº 01: Composición de la leche de diversos mamíferos2
Composición de la leche de diversos mamíferos
Composición media de la leche en gramos por litro
Agua Extracto
seco Materia grasa
Materias nitrogenadas Lactosa
Materias minerales Totales Caseína Albúmina
Leche de mujer
905 117 35 12-14 10-12 4-6 65-70 3
Équidos
Yegua 925 100 10-15 20-22 10-12 7-10 60-65 3-5
Asna 925 100 10-15 20-22 10-12 9-10 60-65 4-5
Rumiantes
Vaca 900 130 35-40 30-35 27-30 3-4 45-50 8-10
Cabra 900 140 40-45 35-40 30-35 6-8 40-45 8-10
Oveja 860 190 70-75 55-60 45-50 8-10 45-50 10-12
Búfala 850 180 70-75 45-50 35-40 8-10 45-50 8-10
Reno 675 330 160-200 100-105 80-85 18-20 25-50 15-20
Porcinos
Cerda 850 185 65-65 55-60 25-30 25-30 50-55 12-15
Carnívoros y Roedores
Perra 800 250 90-100 100-110 45-50 50-55 30-50 12-14
Gata 850 200 40-50 90-100 30-35 60-70 40-50 10-13
Coneja 720 300 120-130 130-140 90-100 30-40 15-20 15-20
Cetáceos
Marsopa 430 600 450-460 120-130 - - 10-15 6-8
2 Revilla, A. “Tecnología de la Leche” 3 ed. Honduras, Centroamérica (1996).
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Los componentes de la leche, (Referencia Bibliográfica
11) son los siguientes:
Componentes: LACTOSA
La lactosa es el único glúcido libre que existe en
cantidades importantes en todas las leches, es también el
componente más abundante, el más simple y el más constante en
proporción.
Estructura
Químicamente la lactosa es un disacárido formado por una
cantidad de D-glucosa y otro de D-galactosa unidos por un
enlace glicosídico.
Degradación de la lactosa por el calor
Durante el tratamiento térmico de la leche se produce la
descomposición de la lactosa.
Un compuesto que aparece en la leche tratada por el calor
es la lactulosa, que puede utilizarse como índice de
calentamiento de la leche. Así el contenido en lactulosa
puede diferenciar entre leches pasteurizada y esterilizada.
La lactulosa es algo más que dulce y más soluble que la
lactosa; se considera que estimula el crecimiento de
lactobacillus bifidus, y por lo tanto, es beneficiosa para
dietas infantiles.
Fermentación
Son muchos los microorganismos que metabolizan la
lactosa como sustrato y la utilizan dando lugar a
compuestos de menor masa molecular.
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Las fermentaciones que producen ácido láctico son las más
importantes para la industria láctea, pero hay otras
fermentaciones que tiene también importancia considerable.
La acidificación espontánea es el fenómeno más
frecuentemente observado en la leche conservada a
temperatura ambiente. La leche acidificada tiene un olor y
sabor distinto a los del ácido láctico puro debido a que se
forman, además, otros compuestos, algunos de los cuales
adquieren una gran importancia en el aroma de ciertos
productos lácteos como mantequilla y yogures.
La fermentación propiónica se lleva a cabo por acción de las
bacterias del género Propionibacterium, que fermentan el
ácido láctico a ácido propiónico, ácido acético, CO2 y agua.
Esta fermentación es típica de algunos tipos de quesos,
siendo el proceso responsable de la aparición de los
característicos ojos.
La fermentación butírica se produce a partir de la lactosa o
del ácido láctico con formación de ácido butírico y gas. Es
característica de las bacterias del género Clostridium y se
caracteriza por la aparición de olores pútridos y
desagradables.
La lactosa no sólo es una fuente de energía sino que posee
un valor nutritivo especial para los niños. Tradicionalmente,
se ha considerado que la lactosa favorece la retención de
Ca, por lo que estimula la osificación y previene la
osteoporosis. Actúa interaccionando con las vellosidades
intestinales, sobre todo a nivel del fleo,
incrementando su permeabilidad al calcio. Sin
embargo, en los adultos el interés nutritivo de la lactosa
tiene aún reservas a causa de los problemas de
intolerancia. El origen de esta intolerancia se encuentra en
el déficit de galactosidasa. Los coliformes la fermentan
produciendo gas, que conlleva una flatulencia,
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inflamación, calambres en las extremidades y posterior
diarrea y deshidratación en los casos de intolerancia
aguda.
Por otra parte, la lactosa no tiene efectos cancerígenos,
no forma placa dentaria y en el caso de los diabéticos, los
niveles de glucemia son la mitad de los alcanzados con el
consumo de glucosa. Por ello el uso de lactosa está
permitido en el caso de los diabéticos, en torno a 35-50
gr/día.
Usos industriales
Tradicionalmente se ha utilizado en alimentos infantiles y en
la elaboración de comprimidos y se considera un azúcar de
gran importancia en la industria alimentaria.
Otros carbohidratos
Además de la lactosa, en la leche existen otros
carbohidratos como glucosa y galactosa. Todos ellos se
encuentran en pequeñas cantidades.
Componentes: LÍPIDOS
De todos los componentes de la leche, la fracción que
más varía es la formada por las grasas.
Los triglicéridos son los componentes mayoritarios de la
leche de todas las especies estudiadas, constituyendo más
del 95% del total de lípidos.
Los glóbulos están constituidos por un núcleo central que
contiene la grasa y que aparece rodeado de una película de
naturaleza lipoprotéica conocida con el nombre de
membrana.
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La membrana del glóbulo graso actúa como barrera
protectora ya que protege la grasa de la acción enzimática.
Como principales alteraciones que afectan a los lípidos
mencionamos las siguientes:
Lipólisis
La hidrólisis de los triglicéridos provoca el aumento de la
fracción de ácidos grasos libres dando a los productos
lácteos un sabor rancio o jabonoso.
La leche posee una lipasa endógena muy activa, pero su
acción se ve limitada por diferentes factores:
1. El pH de la leche (6,7) se desvía del óptimo de
actuación.
2. La temperatura de la leche (refrigeración) es siempre
inferior a la óptima de la lipasa.
3. Está unida a micelas de caseína por lo que disminuye su
concentración y, por tanto, su actividad.
4. La membrana del glóbulo graso protege a los trigliceridos
del ataque enzimático.
5. La lipasa es inestable, perdiendo lentamente su
actividad.
Además de la lipasa endógena, pueden existir otras
enzimas de origen microbiano. Normalmente son lipasas
extracelulares producidas por bacterias psicrotofas,
pseudomonas y enterobacterias, fundamentalmente. Estas
lipasas son muy estables térmicamente e incluso algunas
resisten tratamiento UHT.
El fenómeno lipolítico no es siempre perjudicial ya que
algunos tipos de quesos deben a su sabor en parte, a la
presencia de ácidos grasos libres3.
3 Angelo, AJ. “Lipid oxidation in foods”. (1996).
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Autooxidación
El proceso de autooxidación de la grasa es una reacción
química que afecta a los ácidos grasos insaturados libres o
esterificados.
Esta reacción es dependiente del oxígeno y está catalizada
por la luz, el calor y metales como el hierro y el cobre.
Los aromas extraños resultantes se conocen comúnmente
como a rancio.
Homogeneización
El objetivo es prolongar la estabilidad de la emulsión de la
grasa reduciendo mecánicamente el tamaño de los glóbulos.
El proceso consiste en someter la leche a una gran presión
y forzarla a pasar por un tamiz con poros estrechos, se crea
una gran energía cinética y, en definitiva, se rompe el
glóbulo graso.
Efectos de la Homogeneización:
La membrana se reestructura espontáneamente
formando una nueva membrana que incluye restos de la
antigua y nuevas proteínas.
El color se hace más blanco debido a un mayor efecto
dispersante de la luz.
Aumenta la tendencia a formar espuma.
Disminuye la tendencia a la autoxidación.
Componentes: SUSTANCIAS NITROGENADAS
Los compuestos nitrogenados más importantes de la
leche, tanto desde el punto de vista cualitativo como cuantitativo,
son las proteínas. Su papel fundamental es, lógicamente,
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nutritivo ya que tienen que cubrir las necesidades en
aminoácidos del lactante. Igual de importante para la vida del
lactante es el carácter inmunitario de algunas proteínas
contenidas en la leche y sobre todo, en el calostro (hasta el 10%
del calostro en peso pueden ser inmunoglobulinas) las cuales le
confieren inmunidad pasiva.
Otra propiedad a destacar es la actividad biológica
debida a la abundancia de enzimas.
Componentes: SALES
Los componentes mayoritarios son fosfatos, citratos,
cloruros, sulfatos, carbonatos y bicarbonatos de sodio, potasio,
calcio y magnesio. Hay otros elementos en cantidades menores
como cobre, hierro, boro, manganeso, zinc yodo, etc. El
contenido en sales en términos totales es bastante constante.
Componentes: OLIGOELEMENTOS
Además de los componentes estudiados hasta ahora,
la leche puede contener gran cantidad de elementos minerales
en concentraciones traza. De éstos, unos pueden considerarse
como inherentes a la leche y otros procedentes de
contaminación (plomo, cadmio, mercurio).
Componentes: ENZIMAS
En la leche de vaca se han detectado unas 60
enzimas diferentes cuyo origen es difícil de determinar. La
importancia del estudio de las enzimas de la leche se debe a
varias razones:
La sensibilidad al calor de algunas de ellas se utiliza para
controlar tratamientos térmicos.
Su origen sirve como índice de contaminación microbiana.
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Su actividad bactericida puede inhibir el crecimiento
microbiano.
Su función biológica.
Componentes: VITAMINAS
En la leche están presentes vitaminas liposolubles e
hidrosolubles. Las vitaminas liposolubles se presentan
asociadas al componente graso de la leche y se pierden con la
eliminación de la grasa. Las vitaminas hidrosolubles pueden
aislarse a partir del lactosuero; por ello, su contenido se reduce
drásticamente en el proceso de elaboración de los quesos.
Las leches pueden ser modificadas en su contenido
graso, de acuerdo como se indica en el siguiente cuadro:
Cuadro Nº 01: Propiedades de la leche
Propiedades de la leche
Calorías 59 a 65 kcal
Carbohidratos 4.8 a 5 gr.
Proteínas 3 a 3.1 gr.
Grasas 3 a 3.1 gr
Agua 87% al 89%
Minerales
Azufre 30 mg.
Cobre 0.03 mg.
Sodio 30 mg.
Potasio 142 mg.
Fósforo 90 mg.
Cloro 105 mg.
Calcio 125 mg.
Hierro 0.2 mg.
Magnesio 8 mg.
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En cuanto a las vitaminas, la leche contiene tanto del tipo
hidrosolubles como liposolubles, aunque en cantidades que
no representan un gran aporte. Dentro las vitaminas que
más se destacan están presentes la riboflavina y la vitamina
A. La industria lechera ha tratado de suplir estas carencias
expendiendo leches enriquecidas por agregado de
nutrientes.
Por su alto contenido de agua, la leche es un alimento
propenso a alteraciones y desarrollo microbiano, por eso
siempre debe conservarse refrigerada y respetando su
fecha de vencimiento.
Composición química y propiedades de la leche
La leche es un líquido blanco, opaco, de sabor
ligeramente dulce. Su densidad, o peso específico, tiene un valor
promedio casi constante:
La densidad de la leche se mide con un
lactodensímetro, o pesa-leche, un modelo especial de densímetro,
con el vástago graduado de 15 a 40. Cuando flota libremente
dentro de la leche, sin tocar las paredes del recipiente, se lee a
nivel de la superficie con visual horizontal. Las dos cifras leídas son
milésimos de la densidad y, por tanto, se escriben a continuación
de la unidad: 1,0.
Ejemplo:
Lectura en el lactodensímetro: 30
Densidad de la leche, a 15°C: 1,030 g/ml
El control de la temperatura es importante. Una
variación de 5ºC modifica la densidad en aproximadamente un
milésimo. En el ejemplo anterior, si se opera a otras temperaturas,
resulta:
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Densidad, a 10°C 1,031 g/ml
Densidad, a 20°C 1,029 g/ml
Muchos lactodensímetros tienen incorporado un
termómetro interno, para establecer la temperatura en el momento
de la medición.
Desde el punto de vista químico la composición de la
leche compleja:
Contiene alrededor de 87% de agua.
Un 3,5% de grasas finamente subdivididas –gotitas de 1 a
10 micrones de diámetro - confiere opacidad. Cuando la
leche queda en reposo por largo tiempo, parte de la grasa
se acumula en la superficie constituyendo la nata.
Casi el 4% corresponde a los prótidos (sustancias orgánicas
nitrogenadas) entre los que predomina la caseína. Menos
importantes son la lacto-albúmina (albúmina de la leche) y la
lacto-giobulina. Cuando la leche se acidifica, se "corta": los
prótidos coagulan dando grumos semisólidos.
Un 4,5% de lactosa (azúcar de leche), disuelta en agua,
comunica el sabor dulce.
Son escasas las sales Inorgánicas: 0,5%,
Y, finalmente, en baja proporción pero cumpliendo funciones
biológicas, se encuentran las vitaminas A y D, esta última
decisiva para la fijación del fosfato de calcio en dientes y
huesos.
Cuadro Nº 02:
Dosis diaria recomendada según MERCOSUR (Res. GMC 18/94)
Calcio 800 Mg
Vitamina A 2.600 U.I.
Vitamina D 200 U.I.
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Una composición tan diversificada, con grasas,
prótidos y glúcidos, determina que la leche sea un alimento
muy completo. Un niño debería beber, mínimo, medio litro
diario.
Cuadro Nº 03:
Dosis Diaria Recomendada cubierta por un vaso (250 c.c.) de leche ultra
pasteurizada
La composición química depende de múltiples
factores, siendo los más importantes los siguientes:
* La raza de los vacunos.
* La época del año: la leche de otoño - invierno,
cuando los animales ingieren forrajes secos, es más rica en
grasas.
* Y también la hora del ordeño, así como el intervalo
entre dos ordeños sucesivos.
1.3.- PRODUCCIÒN.-
SISTEMAS DE PRODUCCIÓN
A nivel nacional se identifican tres sistemas de
producción, el sistema extensivo que predomina en la sierra y selva,
el sistema intensivo que predomina a nivel de los valles costeños y el
Calcio 44%
Vitamina A 20%
Vitamina D 50%
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sistema semi-intensivo que predomina a nivel de los valles
interandinos4.
Gráfico 01: Sistemas de Producción Lechera
A. Extensiva
Se presenta una alimentación al pastoreo con pastos
naturales y cultivados como el cultivo de alfalfa phalaris
y la asociación de gramíneas como el Rye grass con
leguminosas como trébol blanco y trébol rojo.
Baja producción de leche se puede presentar alrededor de
1,000 Lt /vaca/campaña.
Bajos Costos de producción.
Utilización de mano de obra familiar.
No requiere de costosas instalaciones (Mangas de
manejo, corrales de ordeño, comederos, etc.).
El pastoreo es mixto, es decir en conjunto con otras
especies como ovinos.
4 http://www.cepes.org.pe/cendoc/cultivos/leche/20060900/Vida_Lactea_35_set_2006
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Este tipo de explotación representan el 15.4% del total
nacional de sistemas de producción lechera, con una
superficie promedio de 59.2 hectáreas.
Predomina el sistema de reproducción por monta natural.
B. Intensiva
Mayores costos de producción, debido al uso de
concentrados en la alimentación, aplicación de programas
sanitarios y uso de instalaciones para la estabulación y
ordeño.
Mayor uso de mano de obra calificada, como veterinarios,
zootecnistas, administradores, etc.
Requiere de costosas instalaciones y maquinarias como
las salas de ordeño, cunas, salas de cura y/o reposo,
salas de maternidad, etc.
Este tipo de explotación representa el 46.2% del total
nacional de establos lecheros y la superficie promedio de
la explotación es 9 hectáreas.
Los establos lecheros se concentran principalmente en la
costa, representando en Lima un 17,7%, en La Libertad,
24.3% y Piura con un 8.5% del total de nacional de
sistemas de producción.
La producción puede alcanzar hasta más de 6,000
Lt./vaca/campaña.
Predomina el sistema de reproducción por Inseminación
Artificial.
C. Semi – Intensivas
Es un sistema de alimentación basado en el pastoreo
pero complementado con concentrados elaborados con
insumos agroindustriales.
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Se mantiene a los animales en un encierro parcial, en el
día pastorean y en la noche son llevados a
confinamiento.
Representan al 38.4% del total nacional de establos
lecheros, con una superficie promedio de 68.3 ha.
Mediana producción de leche, puede presentar alrededor
de 3,500 Lt./vaca/campaña
Son pequeñas explotaciones con venta de leche al
porongueo y la manufacturación de quesos.
Utilizan sistemas de reproducción por Inseminación
Artificial y Monta natural.
ALIMENTACIÓN
Esta en función al tipo de sistema de producción que
se practica (Referencia Bibliográfica 16), es así como tenemos:
Alimentación al pastoreo.- Se utiliza el recurso forrajero de la zona
para la alimentación del ganado lechero, el uso de las praderas
naturales reportan menos valores de ganancia de peso y producción
de leche respecto al de pastos cultivados, siendo las asociaciones
más importantes con trébol blanco, Rye - grass ingles, trébol rojo, y
otros. Por otro lado, la alimentación en pastos naturales reportan
producciones de 1Lt./vaca/día, mientras que en los pastos cultivados,
sin dotación de concentrados, esta puede llegar hasta 10 Lt/vaca/día.
Alimentación con concentrados.- Esta basada en la utilización de
subproductos de la agroindustria más abundantes de la zona (pasta
de algodón, melaza, orujo de cerveza, harina de pescado, etc.) y
cultivos forrajeros para corte como el Maíz chala. Estos insumos son
utilizados en la alimentación de los vacunos de acuerdo a las etapas
de producción lechera:
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1. Período de producción lechera (Lactación).- Su alimentación
es a base de concentrado y forraje de buena calidad (como
maíz chala, alfalfa, etc.), se caracteriza por requerir altos
niveles de energía de 72 % NDT y 17 % de Fibra en su
concentrado, suplementándose con sal en bloque y agua
fresca.
2. Período de seca.- Su alimentación es sólo a base de forraje de
buena calidad, agua fresca y sal en bloque, sin
suplementación con concentrado, para mantener su peso
constante antes del siguiente parto. Como la vaca se
encuentra en un período de espera, previo a la parición, no
debe incrementar excesivamente de peso, evitando así partos
difíciles o distócicos.
PAISES PRODUCTORES
Si nos ponemos a observar detenidamente la
producción lechera a nivel mundial podemos encontrar que existen
países con una clara tendencia a incrementar los volúmenes de
producción y no sólo abastecerse, sino también proveer de este
producto a otras naciones. Las principales esferas mundiales
productoras de leche las podemos encontrar en Europa Occidental
con una participación del 27%, seguido por América del Norte con el
19%, Asia con el 16%, Sudamérica con el 8%, África con el 3%,
Australia con el 2% y el resto de países con el 25%.5 (Ver gráfico 02).
5 http://www.fao.org /docrep/009/j7927s/j7927s09.htm
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Gráfico 02: Estructura Porcentual de la Producción Mundial de
Leche
De estas zonas lecheras, muchos países se dedican
no solamente al autoabastecimiento, sino también a la venta del
excedente producido en sus respectivos países, y que se encuentran
ya consolidados en el mercado internacional, además los altos
aranceles protegen su producción e impiden el ingreso del mismo
producto por parte de otros países. Es por ello que sólo el 6% de la
oferta mundial de leche es accesible al mercado mundial y los
principales países que intervienen en el comercio internacional son
Australia, Nueva Zelanda, Unión Europea y Estados Unidos (ver
gráfico 03).
Gráfico 03: Participación del mercado del comercio mundial
accesible
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Dentro de los países pertenecientes a la Comunidad
Andina, podemos decir que el principal productor de leche es
Colombia con más de 5'300,000 T. M., luego están Venezuela y
Ecuador con un poco más de 1'300,000, luego el Perú con 1'100,000
y finalmente Bolivia con 230,000 T. M. (ver Gráfico 04)
Gráfico 04: Países Productores de la Comunidad Andina
CONSUMO PER CAPITA
Según la FAO6 el consumo mínimo per cápita
recomendado es de 120 Kg./hab./año. Esta cifra es alcanzada por la
mayoría de los países desarrollados (Italia, Nueva Zelanda, Australia,
etc.) y por otros en vías de desarrollo (Colombia, Brasil, Chile, etc.),
pero lastimosamente la mayor parte de los países no alcanza la cifra
esperada y como consecuencia existe una alta tasa de desnutrición.
6 FAO: Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación
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CARACTERÍSTICAS DEL CONTEXTO NACIONAL
En el Perú existen alrededor de 4’900,000 cabezas de
ganado vacuno, las cuales se distribuyen de la siguiente manera: 20
% en la costa, el 73 % en la sierra y sólo el 7 % en la selva.
La producción nacional de leche proyectada para el
año 2002 fue de 1’013,263 T.M. siendo este incremento constante ya
que en los últimos cinco años se ha registrado un aumento
sostenible, pero esto no es suficiente pues importamos 362,420 T.M.
Esto quiere decir, que solo producimos un poco más del 35 % de
nuestra producción, ya que actualmente no podemos auto
abastecernos y tenemos que recurrir a otros países para que nos
provean de este producto.
Gráfico 05: Producción Nacional de Leche y Tasa de
Crecimiento Anual
La producción nacional de leche representa el 4.7%
del Valor de la Producción Agropecuaria, en el año 2005 fue de
1´329,714 t, incrementándose en 5.1% con respecto al año 2004,
continuando de esta forma con la tendencia creciente de los últimos
diez años, que en promedio fue de 4.5% anual.
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La FAO estima que la producción mundial de leche
para el 2005 creció en promedio en 2,6%, encontrándose el
crecimiento de la producción nacional por encima de este. El
aumento de la producción nacional de leche se debe entre otros
factores al incremento del acopio por parte de la industria, las
mejoras de la productividad lechera y el incremento de vacas en
ordeño.
En el Perú se identifican dos grandes zonas de
producción, las cuencas lecheras especializadas y las cuencas
lecheras en desarrollo7, estas son las siguientes:
Las cuencas lecheras especializadas.-
Producen el 68% de la leche fresca, la que se destina
principalmente a la “gran” industria láctea nacional.
Cuenca del Sur.- alcanzó una producción de 335,442 t, que
representó 2.1% más que la del 2004 (328,407 t), Esta cuenca es la
de mayor producción y la integran Arequipa (297,213 t), Tacna
(21,868 t) y Moquegua (16,361 t). La zona de Tacna no ha podido
revertir tasa de crecimiento negativa que tiene en los últimos años.
Cuenca del Norte.- conformada por Cajamarca (219,462 t), La
Libertad (79,695 t) y Lambayeque (29,656 t), alcanzó una producción
de 328,813 t, con un crecimiento de 5.3% con respecto al año 2004
(312,264 t).
Cuenca del Centro.- tuvo una producción de 239,665 t, lo que
significó un crecimiento de 10.8% respecto a las 216,246 t. logradas
en el 2004, Esta cuenca está integrada por Ica (17,112 t) y Lima
(222,553 t) que es su principal zona de producción.
7 http://www.minag.gob.pe/pec_real_vacunos1.shtml
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Las cuencas lecheras en desarrollo.-
El principal destino de la leche es la producción
artesanal de queso fresco, derivados lácteos, venta al porongueo y
para atender las demandas de los programas sociales (vaso de
leche, comedores populares y otros). En el 2005 las zonas que
destacaron por sus incrementos en los niveles de producción fueron
principalmente las de la Amazonía como Huánuco, San Martín y
Ucayali, en la sierra destacaron Puno y Cuzco.
Consumo Per Cápita en el Perú
Como ya lo habíamos mencionado, el consumo
mínimo per cápita recomendado por la FAO para países en vías de
desarrollo es de 120 Kg./hab./año, pero lastimosamente el Perú no
es un país que se caracteriza por su elevado consumo de productos
lácteos, ya que desde hace más de 40 años no podemos superar los
75 Kg./hab./año; pero desde los años ‘90 en donde nuestro consumo
bordeaba los 50 Kg./hab./año, hemos sufrido un incremento paulatino
de nuestro consumo per cápita hasta encontrarnos hoy con un
consumo de 58 Kg./hab./año, esto quiere decir que tenemos la
tendencia de aumentar este consumo.
Gráfico 06: Consumo Per Cápita de Leche
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Evolución del sector Lácteo a marzo 2006
El MINAG8 informa que entre enero y marzo de este
año la producción de leche fresca a nivel nacional aumentó 7.5%,
comparado con un crecimiento de 6% en el primer trimestre del 2005
y de 2.6% en el mismo periodo del 2004, lo cual indicaría que se
continúa avanzando en el camino hacia el autoabastecimiento. Las
principales regiones productoras fueron Arequipa –donde se observa
que el crecimiento de la producción se ha desacelerado- seguida de
Cajamarca y Lima que mantienen niveles de crecimiento por encima
de 5%. Otras regiones en que se observan aumentos importantes
son Piura y Puno. En el Perú existen cerca de 693 mil vacas, de las
cuales unas 84 mil están en Arequipa y 110 mil en Cajamarca, según
detalla AGALEP9.
Tabla Nº 02: Producción de Leche de Vacuno por Departamento
PRODUCCION DE LECHE DE VACUNO POR DEPARTAMENTO
Período : Enero - Marzo 2005 - 2006 P/ ( toneladas )
2005 2006 ( % )
TOTAL NACIONAL 335,514
360,562
7.5
Amazonas 14,263 14,353 0.6
Ancash 4,594 4,629 0.8
Apurímac 2,791 3,156 13.1
Arequipa 74,330 74,645 0.4
Ayacucho 4,921 5,410 9.9
Cajamarca 58,317 61,580 5.6
Cusco 3,248 3,798 16.9
Huancavelica 4,799 5,568 16.0
Huánuco 5,086 6,150 20.9
Ica 4,111 4,527 10.1
Junín 4,612 4,818 4.5
La Libertad 18,721 21,660 15.7
Lambayeque 6,969 7,001 0.5
8 MIMAG: Ministerio de Agricultura 9 AGALEP: Asociación de Ganaderos Lecheros del Perú
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Lima 49,164 52,664 7.1
Loreto 234 240 2.6
Madre de Dios 461 463 0.4
Moquegua 4,222 4,035 -4.4
Pasco 4,525 5,294 17.0
Piura 9,688 14,168 46.2
Puno 14,881 20,327 36.6
San Martín 3,208 3,528 10.0
Tacna 5,427 5,366 -1.1
Tumbes 50 75 50.8
Ucayali 713 886 24.2
Autoconsumo y Terneraje 36,180 36,220 0.1
FUENTE : MINAG
El ingreso de leche fresca a las fábricas en el primer
trimestre del año creció 4.6% frente al periodo anterior, cifra
significativamente menor al crecimiento registrado en el primer
trimestre del 2005 que alcanzó 20.8%. AGALEP indica que del total
de la producción nacional de leche, el 52% está destinado a la
industria y el 48% restante para el autoconsumo.
Tabla Nº 03: Ingreso de Materias Primas e Insumos a las Plantas
Agroindustriales
INGRESO DE MATERIAS PRIMAS E INSUMOS A LAS PLANTAS AGROINDUSTRIALES
Período : Enero - Marzo 2005 – 2006 (t) I N G R E S O U T I L I Z A C I O N
MATERIA PRIMA
enero-marzo enero-marzo
2005 2006 VAR.% 2004 2005 VAR%
LECHE
Fresca 173,936 181,868 4.6 174,267 178,664 2.5
Grasa Anhidra 284 367 29.3 380 198 -47.9
En Polvo Descremada
1,329 1,596 20.1 1,580 1,495 -5.4
En Polvo Entera 187 1,025 448.2 253 790 211.9
Fuente : MINAG
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El producto lácteo que encabezó el ranking industrial
entre enero y marzo fue la leche evaporada, cuya producción creció
4% en comparación con el primer trimestre del 2005. El yogurt se
ubica en el segundo lugar con un crecimiento de 15%, seguida de la
leche pasteurizada que hasta el año pasado ocupaba el segundo
puesto de este ranking, pero que en el primer trimestre del 2006
redujo su producción en 11% y se ubica ahora en el tercer lugar.
Tabla Nº 04: Producción y Ventas Agroindustriales por Mes
PRODUCCION Y VENTAS PRODUCTOS AGROINDUSTRIALES POR MES
Período : Enero - Marzo 2005 – 2006 (t)
P R O D U C C I O N V E N T A S
P R O D U C T O S enero-marzo enero-marzo
2005 2006 VAR.% 2004 2005 VAR.%
DERIVADOS LACTEOS
Queso tipo suizo 1,370 1,594 16.4 1,282 1,533 19.6
Queso fresco 891 907 1.9 874 1,002 14.6
Queso mantecoso 100 87 -12.8 100 85 -15.0
Mantequilla 341 324 -4.9 332 322 -3.1
Cremas 419 448 6.9 382 420 9.7
Yogurts 13,558 15,568 14.8 13,159 16,120 22.5
Manjar blanco 733 785 7.2 732 814 11.1
L E C H E
Evaporada 76,803 79,866 4.0 71,172 74,829 5.1
Pasteurizada 13,630 12,099 -11.2 13,481 13,665 1.4
Polvo Entera 83 - -100.0 28 0 -100.0
Maternizada
FUENTE : MINAG
Las importaciones lácteas en el primer trimestre se
concentraron en 4 productos: lactosuero, leche en polvo entera y
descremada, y suero de mantequilla. De estos, las leches y el suero
de mantequilla crecieron entre 14% y 28%, mientras que las
importaciones de lactosuero cayeron 30%.
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Tabla Nº 05: Volumen de Importación de Lácteos
VOLUMEN DE IMPORTACION DE LACTEOS Periodo : enero - marzo 2005/2006* ( toneladas )
enero-marzo Var
Productos 2005 2006 %
Lácteos
Lactosueros
Lactosuero , incluso concentrado 1,177.4 1,345.
8 14.3
Los demás, lactosueros 385.3 267.4 -30.6
Leche
Leche condensada 484.4 478.7 -1.2
L.d.10 leches azucaradas 12.5 0.0 -100.0
Leche en polvo las demás 8.1 13.7 69.1
Leche en polvo sin azucarar 1,434.6 1,838.
4 28.1
Leche en polvo 1,754.7 2,090.
0 19.1
Leche evaporada 0.0 0.0 --
L.d. leches concentradas s/azucarar
0.0 6.6 --
Yogur
Yogur aromatizado con fruta o cacao
0.0 0.1 --
Los demás, yogur 0.0 0.0 --
Sueros
Suero de mantequilla aromatizado 0.0 0.0 --
Suero de mantequilla 1,465.5 879.9 -40.0
L.d. suero de mantequilla fermentada
5.1 5.9 15.4
Mantequilla
Mantequilla fresca, salada o fundida
123.3 229.8 86.4
Grasa láctea anhidra "butter oil" 419.3 252.5 -39.8
Otras mantequillas y materias grasas
0.4 0.5 21.9
Quesos
Queso de pasta azul 7.4 7.2 -3.3
Queso fresco 97.7 56.8 -41.9
Queso fundido 131.8 73.4 -44.3
Queso rallado o polvo 53.9 37.0 -31.4
Los demás quesos 502.1 354.9 -29.3
Fuente: Superintendencia Nacional de Aduanas - ADUANAS Elaboración : MINAG
10 L.d. : Los demás
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Las exportaciones lácteas en el primer trimestre
correspondieron casi totalmente a leche evaporada, que se exporta
principalmente a países centroamericanos como Haití y Trinidad
Tobago, que no cuenta con suficientes instalaciones frigoríficas, por
lo que la leche enlatada que exporta Perú es un envase adecuado
para estas realidades.
Javier Martínez, presidente del Comité de
Agroindustria, Alimentos y Bebidas de la Asociación de Exportadores
(Adex) y gerente de Exportación de Gloria S.A., estimó que durante
el 2006 el sector lácteo tendrá, como mínimo, un crecimiento del
20%. Refirió que en el 2000 nuestro país realizó envíos al exterior por
US$ 2.1 millones en productos lácteos, mientras que en el 2005 la
cifra llegó a US$ 33.5 millones. En cuanto a las perspectivas de
crecimiento del sector para el 2007, el directivo indicó que si bien
todavía es prematuro asegurar cifras, las expectativas están
centradas en el TLC con Estados Unidos11.
Gráfico Nº 07: Exportaciones de Leche por Tipo y Países
11 http://www.cepes.org.pe/cendoc/cultivos/leche/20060900/Vida_Lactea_35_set_2006
Exportaciones de Leche por tipo y países: (enero-mayo* 2006)
Bahamas
US$ 639,508
(4.1%)Otros países:
US$ 3´742,474
(24.0%)
Guinea
US$ 759,882
(4.9%)
Bolivia
US$ 967,119
(6.2%)
Trinidad y Tobago
US$ 2´040,557
(13.1%)Leche, quesos y
otros:
US$ 4,655
(0.03%)
Haiti:
US$ 7´476,159
(47.8%)
Leche evaporada:
US$ 15´625,699
(99.97%)
Fuente: Aduanas
Elaboración: AgroData-CEPES * hasta 20 mayo 2006
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Precios de la Leche en el Establo:
Según información del MINAG divulgada en el
boletín ISA, el Índice de Precios al Productor Pecuario en Marzo cayó
por octavo mes consecutivo, y sigue por debajo de los niveles
registrados el año anterior. En Marzo el índice de precios
correspondiente a la leche de vacuno cayó 0,2%. Sin embargo, en
términos nominales, el precio del mes de marzo fue el mayor
registrado en el año 2006.
Gráfico Nº 08: Precio al Productor de Leche
1.4.- FORMAS DE CONSUMO.-
Las formas de consumo son diversas, de acuerdo a
las variedades de la leche, las más conocidas son:
Precio al productor de leche:
enero 2004 - marzo 2006
0.870.88
0.93
0.910.92
0.930.92
0.91
0.85
0.89
0.87
0.880.88
0.86
0.80
0.82
0.84
0.86
0.88
0.90
0.92
0.94
Ene-
04
Mar May Jul Sep Nov Ene-
05
Mar May Jul Sep Nov Ene-
06
Mar
So
les x
Kilo
Fuente: Minag-Dgia.
Elaboración: AgroData-CEPES
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Leche fluida (entera): Se entiende con éste nombre a la
leche a granel higienizada, enfriada y mantenida a 5°C,
sometida opcionalmente a terminación, pasteurización y/o
estandarización de materia grasa, transportada en
volúmenes de una industria láctea a otra para ser
procesada y envasada bajo normas de higiene. La leche
fluida entera puede ser sometida a procedimientos de
higienización por calor. Procesos de ultra alta temperatura
(UAT ó UHT), que consisten en llevar la leche homogenizada
a temperaturas de 130° a 150°C durante 2 a 4 segundos,
permiten higienizarla de forma apropiada y de manera que
estas puedan llegar en forma segura al consumidor.
En cuanto a las vitaminas, la leche contiene tanto del
tipo hidrosolubles como liposolubles, aunque en cantidades
que no representan un gran aporte. Dentro las vitaminas que
más se destacan están presentes la riboflavina y la vitamina A.
La industria lechera ha tratado de suplir estas carencias
expendiendo leches enriquecidas por agregado de nutrientes.
Por su alto contenido de agua, la leche es un alimento
propenso a alteraciones y desarrollo microbiano, por eso
siempre debe conservarse refrigerada y respetando su fecha
de vencimiento.
Leches modificadas (descremadas - comerciales): Se
pueden producir leches descremadas con tenor graso
máximo de 0.3%, y semidescremadas cuando sea mayor
a 0.3% y menor al 3%. Estos valores deberán
obligatoriamente constar en los envases de forma visible y
explícita.
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La leche parcialmente descremada, que promedia el
1.5% de grasa, aporta lo mismo que la de tipo entera, excepto
por esta diferencia de contenido graso y por ende de menor
cantidad de calorías. Normalmente se recomienda que toda
persona mayor de 25 años consuma leche parcialmente
descremada independientemente de su peso, dado que sirve
como medida preventiva a la aparición de enfermedades
cardiovasculares.
Leche en polvo: Las hay enteras, semidescremadas y
descremadas. A través de procesos técnicos el líquido se
deshidratada y reduce a polvo. Para este proceso, la leche es
introducida a gran presión en cámaras calientes que la
deshidratan. Así, se forma una nube de pequeñas gotas de
leche que se deshidratan instantáneamente y que se ha
denominado Sistema Spray. Las propiedades de la leche en
polvo son similares a la de su par fluido.
Leche condensada: Esta variedad del producto es utilizado
generalmente para repostería y no para la dieta diaria, dado su
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alto contenido de grasa y bajo contenido de agua. La leche
condensada se obtiene a partir de leche fluida a la que se le
adiciona sacarosa y glucosa. Su concentración se logra al
vació y con temperaturas no muy altas. De esta forma se logra
la evaporación de agua quedando como resultado un producto
viscoso. Esta variedad del producto tiene un mínimo de 7% de
grasa y no más de 30% de agua.
Beneficios particulares y casos en que se limita su consumo
Para patologías como la Gastritis, la leche, es
beneficiosa porque al tratarse de un alimento alcalino (pH 6.6), esta
neutraliza la acidez característica de esa enfermedad. Además
conviene que esta sea descremada para facilitar su digestión. Para
patologías intestinales, no se recomienda leche dado que no es bien
tolerada debido a la lactosa (azúcar de la leche)12.
En los casos de estas enfermedades, la leche no
puede absorberse a nivel intestinal por falta de la enzima Lactasa, y
eso, provoca distensión abdominal, dolor, inflamación y flatulencias.
Para estos casos, se recomienda yogur como fuente de calcio, dado
que este es mejor tolerado puesto que su lactosa se encuentra
modificada.
Usos habituales
La leche puede consumirse sola, para cortar
infusiones, para licuados, batidos, elaboración de helados, postres,
flanes, budines, tortas, salsa bechamel (blanca), etc.
1.5.- DERIVADOS.-
12 www.tuotromedico.com/temas/intolerancia_a_la_lactosa.htm
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Los principales derivados de la leche son la
mantequilla, yogur, quesos y proteína.
CAPITULO II
OBTENCION DE DERIVADOS DE LA LECHE
2.1.- LECHE PARA CONSUMO DIRECTO.-
La leche cruda no es apta para su comercialización y
consumo, puesto que es susceptible de contaminarse con gran
facilidad, por eso, una leche con garantías de salubridad debe haber
sido ordeñada, ininterrumpidamente, con métodos modernos de
succión en los cuales no hay contacto físico con la leche. Después
de su ordeño ha de enfriarse y almacenarse en tanques refrigerados
hasta su transporte en cisternas isotermas hasta las plantas de
procesado. En dichas plantas, ha de analizarse la leche antes de su
descarga para ver que esta cumple con unas características
óptimas para su consumo. Entre los análisis, están los
fisicoquímicos para ver su composición en grasa y extracto seco,
entre otros parámetros, para detectar los posibles fraudes por
aguado, los organolépticos, para detectar sabores extraños y los
bacteriológicos, que detectan las bacterias patógenas y la presencia
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de antibióticos. Estos pasan a la leche procedente de la vaca en
tratamiento veterinario y a su vez pasan al consumidor.
La leche que no cumple con los requisitos de calidad,
debe ser rechazada. Estos requisitos son:
Densidad:
Como ya se ha indicado, estará comprendida entre un
mínimo: 1,028 g/ml, y un máximo: 1,033 g/mi, a 15ºC. Con su
medición se descubre la adulteración más simple: el aguamiento.
La incorporación de agua -de densidad: 1 g/ml disminuye la
densidad de la leche. En ocasiones, se disimula el aguado
incorporando sustancias baratas, como el almidón, para
compensar la disminución de la densidad. El almidón se detecta
con yodo, que lo colorea de azul.
Grasa butirosa:
El contenido mínimo de grasa es de 3% si bien en
algunos períodos anormales (primaveras muy lluviosas) se tolera
algo menos. Su determinación se efectúa con el butirómetro, un
tubo con vástago graduado, que se llena con 11 mililitros de
leche; 10 mililitros de ácido sulfúrico concentrado: S04H2, Y 1
mililitro de alcohol amílico, En esas condiciones el ácido sulfúrico
carboniza las sustancias orgánicas, excepto las grasas.
Centrifugado el butirómetro, las grasas se acumulan en el
vástago. Una lectura en la escala suministra el porcentaje de
grasa butirosa, considerado en las transacciones comerciales y
en la fijación de precios. Igualmente, con este ensayo se
comprueba aguamientos y descremados fraudulentos.
Extractos secos:
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Los sólidos presentes en la leche se expresan
mediante el extracto amo, para lo cual se evapora un volumen
de leche a sequedad y se pesa luego el residuo obtenido,
calculando el porcentaje correspondiente.
El extracto seco no graso, o extracto flaco, se
establece restando la grasa butirosa del extracto seco:
extracto seco total - grasa butirosa = extracto seco no graso
El extracto seco no graso ha de superar el 8,25%. Su
disminución es otro índice de adulteración, por aguado o por
descremado.
Acidez:
La leche fresca es neutra al tornasol. Cuando envejece
o está mal conservada aumenta su acidez. La valoración de la
misma se consigue agregando, gota a gota, solución de
hidróxido de sodio: NaOH, de concentración conocida, dentro de
10 mililitros de leche hasta que la fenolftaleína adquiera color
rojo. Con los mililitros gastados de la solución se calculan los
grados DORNIC13. La acidez normal es de 14 a 20º DORNIC.
Leche con 25º DORNIC (o más), es no apta para el consumo.
Contaminación:
Con la prueba de la reductasa se estima la cantidad de
microorganismos, inocuos o patógenos, que hay en un mililitro
de leche. El reactivo es solución alcohólica de azul de metileno.
Después de añadido, se calienta suavemente el líquido midiendo
con un cronómetro el tiempo necesario para su decoloración.
Cuanto menor es el tiempo, mayor es la contaminación.
13 DORNIC: Unidad de medida de la acidez de la leche, expresada en grados (ºD)
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Cuadro Nº 04: Contaminación de La Leche
Muestra ensayada Tiempo de decoloración
Microorganismos en un mililitro de leche
Leche pasteurizada más de 5 horas menos de 200 000
Leche recién ordenada 2 horas 4 millones
Leche muy contaminada 20 minutos más de 20 millones
Con la observación microscópica se establece si los
gérmenes existentes son patógenos y pueden, por tal motivo,
originar enfermedades.
Conservadores: Está prohibido incorporar conservadores, como
ácido bórico, ácido salicílico, formol o agua oxigenada. Estas
sustancias aseguran la conservación ilícita debido a sus
propiedades antisépticas.
Fuentes de contaminación
Los microorganismos pueden encontrarse en todo
lugar: en los animales, en la gente, en el aire, en la tierra, en el agua
y en la leche. Una leche de buena calidad, segura para consumo
humano, es el resultado de reconocidas prácticas sanitarias
observadas a lo largo de todas las etapas del proceso, desde la
extracción de la leche hasta su envasado.
El número de bacterias presentes en el producto final
refleja las condiciones sanitarias bajo las cuales la leche ha sido
procesada y permite determinar el periodo de preservación de ésta
o de sus derivados. Las principales fuentes de contaminación en la
leche cruda por presencia de microorganismos están constituidas
por superficies tales como las ubres del animal y los utensilios.
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Durante el manipuleo, las manos también portan
bacterias a la leche. Por ello, resulta sumamente importante lavar
cuidadosamente las manos y las superficies con agua limpia. Las
mejoras en las prácticas sanitarias durante el manipuleo y el
procesamiento tradicional de la leche pueden no ser bien recibidas
debido a las creencias culturales o, simplemente, a la falta de
tiempo. Se requiere desarrollar talleres de capacitación para
demostrar en la práctica el efecto de las buenas técnicas sanitarias
en la calidad del producto final.
Las ubres: La leche al interior de una ubre saludable contiene
relativamente pocos microorganismos. Sin embargo, la superficie
externa puede acoger a un gran número de éstos. La suciedad -
como el barro seco o el estiércol en el forraje y en el pelo del
animal - puede transmitir millones de bacterias a la leche.
Resulta de vital importancia observar buenas prácticas en el
ordeño, y mantener la limpieza de las ubres es esencial. Si
además el animal sufre de infecciones como la mastitis, la leche
puede contener microorganismos patógenos realmente dañinos.
La crianza del ganado y las técnicas del ordeño superan los
alcances de este libro de consulta. Sin embargo, resulta
altamente recomendable entre quienes promuevan proyectos de
procesamiento de productos lácteos que soliciten asesoría de
personas especializadas en la crianza de ganado, ya que un
producto de buena calidad no podrá ser elaborado con leche
cruda de inferior calidad.
El equipo y los utensilios: Los utensilios empleados en el
procesamiento de productos lácteos -tales como los baldes para
el ordeño y los filtros - acumulan organismos de descomposición
si no son debidamente lavados y desinfectados después de su
uso. Los equipos de madera, o aquellos cuyo diseño no es liso y
contiene junturas y ángulos, resultan muy difíciles de limpiar, y
proporcionan lugares aptos para el desarrollo de
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microorganismos. Los filtros de tela deben ser lavados
cuidadosamente y secados, de preferencia al sol, después de
cada uso.
El ordeñador: Al pasar de un animal a otro, el ordeñador puede
transmitir los microorganismos patógenos a todo el rebaño, lo
que contaminaría toda la leche. Una persona que padece de
alguna infección también puede infectar la leche, volviéndola no
apta para el consumo humano. El ordeñador desempeña un rol
de vital importancia en el control de los niveles sanitarios. Debe
asegurar que se mantenga un estado de pulcritud en las
instalaciones y utensilios, que los animales estén limpios y en
buen estado de salud, además de observar su propia higiene
personal.
El ambiente: El ambiente al interior y en los alrededores de las
instalaciones donde se lleva a cabo el ordeño afecta los niveles
de contaminación que se registren en la leche. Si el ordeño se
realiza al interior del establo, como sucede normalmente en las
granjas pequeñas, existe un alto riesgo de contaminación a
través del aire y de los insectos que pululan en el lugar,
particularmente las moscas. Resulta más adecuado realizar el
ordeño en un ambiente especial, pero si ello no es factible, es
preferible que esta tarea se realice en el pastizal y no en el
establo. En la medida de lo posible, los recipientes que
contengan la leche deben mantenerse cubiertos.
El suministro de agua: Utilizar agua contaminada para lavar las
ubres de los animales y los utensilios, entre otros, puede ser
causa de contaminación. El suministro de agua limpia resulta
esencial para disminuir los niveles de contaminación. Algunas
bacterias presentes en el agua son peligrosas. Las bacterias
coliformes que causan desórdenes estomacales en los seres
humanos también pueden dar como resultado un producto de
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inferior calidad, como en el caso de los quesos, por ejemplo. El
cólera es otra enfermedad que se origina en el agua, y que
puede causar la muerte. Si no existe en la localidad un
suministro de agua potable, la calidad del agua puede mejorarse
en gran medida añadiéndole una pequeña cantidad de lejía
casera (aproximadamente cinco gotas por galón o una gota por
litro). También se puede hervir el agua, pero para ello se
requiere utilizar una considerable cantidad de combustible. Una
vez que los microorganismos encuentran la forma de introducirse
en la leche, se desarrollan con facilidad y se multiplican muy
rápidamente. Los microorganismos se reproducen mejor a la
temperatura del ambiente, de manera que mantener la leche fría
disminuye sus posibilidades de crecimiento. Calentar la leche en
un proceso conocido como pasteurización permite destruir un
gran número de microorganismos. Del mismo modo,
incrementando la acidez de la leche, ya sea por fermentación
natural o por adición de un ácido, se inhibe el crecimiento de
organismos patógenos.
Una vez comprobado su estado óptimo, es
almacenada en silos y dispuesta para su envasado comercial.
Previo a su envasado, la leche sufre diferentes procesos físico-
térmicos según su destino. Estos son, entre otros, los más
importantes:
Desnatado o descremado: es un proceso físico que consiste en
la separación por centrifugado de la materia grasa del resto de la
leche, quedando por un lado la nata o crema y por otro la leche
descremada o desnatada.
Homogenización: es un proceso físico destinado a romper el
glóbulo graso en suspensión, en minúsculas partículas de grasa.
De esta manera, la grasa no tenderá a subir a la superficie del
líquido y quedará dispersa por todo él.
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Pasteurización o pasterización: es un proceso térmico débil
destinado a provocar la muerte de los organismos patógenos o
inocuos. La pasterización moderna consiste en calentar la leche
a 80 ºC/30 s. Este calentamiento debe ser seguido de un rápido
enfriamiento a 4 ºC. Esta pasterización garantiza la práctica
destrucción de todos los gérmenes y no altera sensiblemente su
sabor.
UHT (Ultra High Temperature): es un proceso térmico que
consiste en exponer la leche durante un corto lapso de tiempo a
una temperatura que oscila entre 135 y 140 ºC y seguido de un
rápido enfriamiento. Esto se hace de una forma continua y en
recinto cerrado que garantiza que el producto no se contamine.
Igualmente que el anterior, este proceso no altera notablemente
los sabores de la leche.
2.2.-DERIVADOS.-
Los principales derivados de la leche son la
mantequilla, el yogur y los quesos.
2.2.1.-QUESO.-
El queso es un alimento sólido elaborado a partir de la
leche cuajada de vaca, cabra, oveja, búfala, camella u otros
mamíferos. La leche es inducida a cuajarse usando una
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combinación de cuajo (o algún sustituto) y acidificación. Las
bacterias se encargan de acidificar la leche, jugando también
un papel importante en la definición de la textura y el sabor de
la mayoría de los quesos. Algunos también contienen mohos,
tanto en la superficie exterior como en el interior.
Primero, se calienta la leche, y luego se añade cuajo,
materia determinante en la elaboración del queso, (todos los
animales mamíferos nacen con cierta enzima presente en el
estomago que actúa sobre la leche y permite que separar los
elementos sólidos y líquidos; además, el cuajo permite que la
cuajada se pueda cortar con una consistencia suave y
uniforme, esto mejora la textura y el sabor, sin embargo,
actualmente, para “cuajar” la leche también se emplean
productos vegetales y/o químicos).
Una vez obtenida la cuajada, esta se coloca
cuidadosamente en sacos o pequeños recipientes perforados
y se deja escurrir lentamente una horas, sin prensar, para que
retenga bastante suero. Ciertos quesos frescos se dejan
madurar y desarrollan un moho blanco o gris azulado.
Hay cientos de variedades de queso. Diferentes estilos
y sabores de queso son el resultado del uso de diferentes
especies de bacterias y mohos, diferentes niveles de nata en
la leche, variaciones en el tiempo de curación, diferentes
tratamientos en su proceso y diferentes razas de vacas,
cabras o el mamífero cuya leche se use. Otros factores
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incluyen la dieta del ganado y la adición de agentes
saborizantes tales como hierbas, especias o ahumado. Que la
leche esté o no pasteurizada también puede afectar al sabor.
Para algunos quesos se cuaja la leche añadiéndole ácidos
tales como vinagre o jugo de limón. Sin embargo, la mayoría
se acidifican en grado menor gracias a las bacterias que se le
añaden, que transforman los azúcares de la leche en ácido
láctico, a lo que sigue la adición de cuajo para completar el
proceso de cuajado. El cuajo es una enzima tradicionalmente
obtenida del estómago del ganado lactante, pero actualmente
también se producen sustitutos microbiológicos en
laboratorio14.
En algunas sociedades, el queso se almacena para
las épocas de escasez y se le considera un buen alimento
para los viajes, siendo apreciado por su facilidad de
transporte, buena conservación y alto contenido en grasa,
proteínas, calcio y fósforo. El queso es más ligero, más
compacto y se conserva durante más tiempo que la leche a
partir de la que se obtiene. Los fabricantes de queso pueden
establecerse cerca del centro de una región productora y
beneficiarse así de leche más fresca, más barata y con menor
coste de transporte. La buena conservación del queso permite
a los fabricantes vender sólo cuando los precios están altos o
necesitan dinero. Algunos mercados incluso pagan más por
quesos viejos, justo al contrario de lo que ocurre con la
producción de leche.
Los quesos se comen crudos o cocinados, solos o con
otros ingredientes. Cuando se calientan, la mayoría se funden
y se doran. Algunos quesos, como el raclette, se funden
suavemente; se puede lograr que muchos otros hagan lo
14 www.centa.gob.sv/html/ciencia/pecuaria/procesamientoquesosfrescos.html
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mismo en presencia de ácidos o almidón. La fondue, con vino
proporcionando la acidez, es un buen ejemplo de plato de
queso fundido suavemente. Otros quesos se vuelven elásticos
o viscosos cuando se funden, una cualidad que puede
disfrutarse en platos como la pizza y el welsh rabbit. Algunos
quesos se funden de modo disparejo, separándose sus grasas
a medida que se calientan, mientras que los pocos quesos
cuajados con ácido, incluyendo el halloumi, paneer y ricotta,
no se funden e incluso pueden endurecerse cuando son
cocinados.
El queso es naturalmente blanco, de manera que es
común añadirle color mediante ahumados y colorantes
naturales o artificiales.
Además, hay una clase de alimento conocida como
"queso procesado". Su forma más común son las rebanadas
individuales de una sustancia amarilla semejante al queso
usadas comúnmente en sándwiches y hamburguesas. Estas
son generalmente basadas en queso, pero con grasas
modificadas y otros aditivos que ayudan a estabilizar el
producto para extender su vida útil, con frecuencia a expensas
del sabor.
Recordemos que para hacer un kilo de queso se
requieren aproximadamente 10 litros de leche y que el
contenido graso de la leche entera es de aproximadamente
3%.
Para la clasificación de los quesos deberán tenerse en
cuenta diferentes criterios. Entre ellos están:
1. Proceso de elaboración
2. Tipo de leche
3. La consistencia
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4. El porcentaje de materia grasa
5. El tipo de corteza
Quesos Frescos o de maduración muy corta: Sus
características principales son: sin corteza, ni mohos
visibles, alto contenido de humedad, de textura suave.
Ejemplos: requesón, ricota, feta, mohosa ella, crema de
queso, queso de cabra fresco.
Quesos de bajo contenido graso: Las variedades de quesos
tradicionales con menor contenido de grasa suelen carecer
de cuerpo y textura, es decir, tienen un alto contenido de
humedad, por ende el porcentaje de de grasa es menor.
Quesos frescos, semi-maduros y/o maduros: Los quesos de
pasta azul, se logran añadiendo a la lecha esporas de una
variedad del hongo Pennicillium, primo hermano del hongo
que produce la penicilina.
El contenido de grasa en el queso depende del tipo de
queso y el grado de maduración. Mientras más añejo es el
queso, más grasa contiene y menos agua.
Algunos contenidos de grasa en el queso:
El queso cottagge tiene 3% de grasa (o Requesón)
Los quesos frescos contienen un 12% de grasa
aproximadamente (ejemplo: quesillos, queso de
cabra fresco, Feta, Ricota, Mozarella)
Los quesos duros contienen cerca de un 30% de
grasa (ejemplo: Parmesano, Cheddar, Roquefort,
Emmenthal, Gorgonzola, Pecorino, Parmigiano-
Reggiano, Gruyère)
Los quesos crema casi un 50% de grasa
(Mascarpone, Taleggio)
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La grasa en el queso es la que le da la intensidad de
sabor, es así como los quesos con menos contenido de grasa
carecen de textura y profundidad en el sabor.
La curación de los quesos:
Los quesos pueden llevar distintos tipos de curación,
dependiendo del periodo de tiempo que se les haya dedicado.
Un queso fresco no ha tenido ningún periodo de curación, es
decir, se ha llevado al consumo inmediatamente después de
su elaboración. Los quesos tiernos su período de curación ha
sido muy corto pero lo suficiente para su mejor conservación.
Los semi curados llevan una maduración superior a un
mes, sobre todo en quesos de oveja, lo que hace incluso que
su sabor en general sea más fuerte y persistente.
Por último los quesos curados su periodo de
maduración es extenso, su sabor se convierte en fuerte y
persistente también dependiendo de su textura.
Curado: Los quesos demasiado curados son aquellos que
han estado en periodo de maduración durante un periodo
largo de tiempo antes de su consumo, suelen ser a su vez
los más fuertes, predominando los quesos de oveja.
Fresco: Este tipo de queso no conlleva curación alguna.
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Semi-curado: Esta curación corresponde a quesos
generalmente semitiernos o semicurados, con un sabor
entre medio y fuerte.
Tierno: Esta curación a penas lleva periodo de maduración,
una vez elaborado puede ser consumido y su sabor suele
ser suave, predominando los quesos de vaca.
2.2.2.- MANTEQUILLA.-
A mediados del siglo XIX, todavía se obtenía
mantequilla a partir de la nata de la leche acidificada de
forma natural en mantequeras que no eran más que bombos
naturales. Posteriormente, mediante el desarrollo de los
procesos de enfriamiento, se consiguió separar la nata antes
de que sufriese la acidificación, de modo que se comenzó a
elaborar mantequilla a partir de nata dulce. A finales del siglo
XIX, concretamente en 1878, se inventó la separadora
centrífuga, que permitió separar la nata de manera rápida y
supuso la fabricación de mantequilla a gran escala. Otros
descubrimientos, como la pasterización y la utilización de
cultivos puros bacterianos, así como las máquinas
mantequeras, contribuyeron en gran medida a la optimización
del proceso de elaboración de la mantequilla.
Si se desea elaborar mantequilla casera, se puede
conseguir batiendo la nata con una cuchara o con una
espátula de madera, siempre y cuando se bata de arriba
abajo en el recipiente, o bien empleando una batidora.
La fabricación industrial se basa en el mismo
fundamento que la obtención de mantequilla a escala
doméstica. Se parte de nata pasterizada que se deja en
reposo a bajas temperaturas para favorecer la cristalización
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de la grasa y, con ello, mejorar la extensibilidad del producto.
Mediante la adición de fermentos lácticos se consigue la
producción de ácido láctico y otros componentes que
proporcionan el aroma característico y la acidez buscada en
la mantequilla. Los ácidos grasos procedentes de la leche
confieren a la mantequilla ese peculiar sabor y aroma que la
distingue de la margarina.
Una vez que ha cristalizada toda la grasa, la nata es
amasada y batida de forma vigorosa. El batido constituye una
etapa fundamental en el proceso de fabricación, ya que
produce la conversión de la nata en mantequilla. Además, en
esta fase se determinan también el color, la apariencia, la
consistencia y la extensibilidad de la mantequilla. Un
amasado insuficiente produce una mantequilla
desmenuzable, mientras que con un amasado excesivo se
obtiene una mantequilla con una consistencia similar a la de
la nata espesa.
La mantequilla o manteca es la emulsión de agua en
grasa obtenida como resultado del desuero, lavado y
amasado de los conglomerados de glóbulos grasos, que se
forman por el batido de la crema de leche pasteurizada y apta
para consumo, con o sin maduración biológica producida por
bacterias específicas.
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Es un alimento muy graso, rico en grasas saturadas,
colesterol y calorías, por lo que es recomendable para
deportistas o personas que requieran un importante consumo
energético. Además no es un alimento que esté reñido con
una dieta sana y equilibrada y es muy fácil de digerir a pesar
de su contenido graso. La mantequilla es un producto que
tiene un alto contenido de grasas (80 gramos por 100 gramos
de producto), grasas saturadas, colesterol y calorías. Una
cucharada de mantequilla contiene 12 gramos en total de
grasas, 7 gramos de ácidos grasos saturados, 31 miligramos
de colesterol y 100 calorías.
Dado que la mayor parte de la mantequilla es grasa
láctea, es importante también su contenido en vitaminas
liposolubles, principalmente vitaminas A y D.
En cualquier caso, hay que tener en cuenta que el
contenido vitamínico de la mantequilla depende tanto de la
calidad de la alimentación de las vacas como de la estación
del año, e influye especialmente en el contenido en vitamina
A. La mantequilla elaborada en verano es mucho más rica en
esta vitamina que la de invierno.
Tabla Nº 06: Composición Nutritiva (para porción de100 gr.)15
Energía (Kcal)
Grasa (g)
AGS (g)
AGM (g)
AGP (g)
Colesterol (mg)
Sodio
(mg) Vit. A (mcg)
Vit. D (mcg)
750,0 83,0 45,09 24,1
2 2,07 230,0 10
828,33
0,76
15 www.archivo.lamolina.edu.pe/proyeccion/oaeps/derivadoslacteos
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AGS = Ácidos grasos saturados
AGM = Ácidos grasos monoinsaturados
AGP = Ácidos grasos poliinsaturados.
mcg = microgramos.
La Margarina:
Es un término genérico para denominar distintos tipos
de grasas usadas en sustitución a la mantequilla. La
margarina tiene una larga historia, en ocasiones confusa. Su
nombre se origina del descubrimiento del "ácido margárico",
realizado por Michel Eugène Chevreul en 1813. Se pensaba
que el ácido margárico era uno de los tres ácidos grasos que
en combinación formaban las grasas animales, siendo los
otros el ácido esteárico y el ácido oleico. No obstante, en
1853 se descubrió que el ácido margárico no era más que
una combinación de ácido esteárico y el antes desconocido
ácido palmítico. Estos ácidos grasos son moléculas orgánicas
formadas por una larga cadena hidrocarbonada de tipo lineal,
y con un número par de átomos de carbono, donde el
extremo de la molécula donde se encuentra el grupo
carboxilo (-COOH) es el que se combina con uno de los
grupos hidroxilos (-OH) de la glicerina o propanotriol,
reaccionando con él16.
16 www.ehu.es/biomoleculas 17 fitoesteroles: Compuestos naturales similares al colesterol humano presentes en el
aceite de girasol y la soya.
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Últimamente se han producido margarinas con
fitoesteroles17, que reducirían los niveles de colesterol.
Durante mucho tiempo algunos creyeron que la
margarina era más saludable que la manteca, pero
actualmente existe controversia sobre este tema. El problema
de la margarina es que contiene una mayor proporción de
grasas trans18 que la mantequilla, producidas en la
hidrogenización parcial. Debido a que las investigaciones han
mostrado que existe una relación entre las dietas altas en
grasas trans y las enfermedades del corazón, se considera
generalmente que la margarina es mucho peor en cuestiones
de nutrición que la manteca. Otros sostienen que la
margarina es aún así mejor que la manteca, debido a los
altos niveles de grasas saturadas en esta última. Por esta
razón se están fabricando y vendiendo nuevas variedades de
margarina que contienen menos o nada de grasa trans. Los
ácidos grasos trans se forman en el proceso de
hidrogenación que se realiza sobre las grasas para utilizar en
diferentes alimentos, con el fin de solidificarla. Un ejemplo de
ello es la solidificación del aceite vegetal en estado líquido
para la fabricación de margarina. Además promueve la
frescura, le da textura y mejor estabilidad.
La margarina moderna se puede hacer con una gran
variedad de grasas animales o vegetales y se mezcla
generalmente con leche desnatada, sal y emulsionantes.
2.2.3.- YOGURT.-
18 trans: Grasas perjudiciales para la salud, aumentan los niveles de colesterol malo
(LDL) en la sangre y disminuyen el colesterol bueno (HDL).
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Se define yogurt como el producto de la fermentación
de la leche entera, semidescremada o descremada
previamente pasteurizada o esterilizada por parte de
bacterias específicas como son el Lactobacilus bulgaricus y
Streptococos termófilus, los cuales mediante condiciones
adecuadas se multiplican dando como resultado el yogurt.
La elaboración del yogurt se inicia con la recepción de
la materia prima es decir la leche, a la cual se la realizan los
análisis de rutina para verificar de ésta manera si cumple con
los requerimientos necesarios para nuestro fin. Los análisis
que se realizan son:
Grasa: ésta debe estar entre 3.0 - 3.9
Acidez: debes estar entre 15 - 17 °D
Densidad: debe estar entre 1.025 - 1.035
Un factor importante que hay que tomar en cuenta es
que la leche determinada para hacer yogur debe estar libre
de antibióticos, estos suelen presentarse cuando la vaca de
la cual procede la leche sufrió de alguna enfermedad y fue
suministrada antibióticos para curarla, pudiendo así
presentarse residuos en el producto que recibimos.
Si la leche estuviera con residuos de antibióticos el
yogur nunca se daría por que los microorganismos que
añadiríamos como el L. bulgáricus y el S. Termófilus no se
desarrollarían.
Básicamente estos valores son los que determinarán
la calidad de la leche recibida. Una vez determinada la
calidad de la leche se procede a pasteurizar la misma, por
cualquiera de los diferentes métodos de pasteurización, el
objetivo es eliminar gérmenes patógenos presentes, así
como de elevar el porcentaje de sólidos totales presentes en
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la leche mediante la evaporación del agua. Por experiencia
se la puede hacer a una temperatura de 85 °C por 30
minutos.
Terminado éste proceso de prosigue con reducción de
la temperatura hasta 40 - 45 °C, en ese instante se procede a
añadir el fermento láctico (liofilizado), el cual es de libre
comercialización, se homogeniza de manera correcta y se
mantiene la temperatura lo más estable posible para que así
los microorganismo añadidos en el fermento láctico cumplan
su función de manera óptima y eficiente., ya que si se varía
en la temperatura las funciones específicas de los
microorganismos se darán en menor grado, es decir la
viscosidad esperada no será la mejor entre otras.
Se va controlando paulatinamente cada 30 minutos la
acidez y la temperatura, observando que la primera comienza
a subir de manera lenta, pero a partir de los 45°D19 se debe ir
controlando de manera más constante cada 30 minutos ya
que la acidez producida por los microorganismo va
elevándose más rápidamente.
Una vez que la acidez a llegado a un punto en el que
se encuentre entre 70 y 80 °D se comienza a batir el yogur
hasta que tenga una apariencia homogénea, pasada ésta
acidez el yogur en el momento del batido empieza a
desuerarse.
19 ºD: Grados Dornic (Acidez de la Leche)
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Una vez batido el yogur se lo refrigera de manera
rápida para que los microorganismos presentes no sigan
reproduciéndose y elevando la acidez; la refrigeración se la
hace a 4°C.
Si se desea elaborar un yogur aflanado, es decir duro,
la única diferencia de elaboración es que en lugar de hacer la
fermentación en un solo recipiente grande como es lo
explicado anteriormente, se lo haga directamente en los
envases a comercializar, para que de esta manera no sea
necesario batir el yogur y romper la estructura aflanada;
obteniéndose un yogur de presentación diferente y muy
apetecible para los consumidores.
La composición común del yogur es de:
Grasa: 1.80%
Carbohidratos: 5%
Sólidos totales: 12%
Acidez: 70 - 80°D
Actualmente existen en el mercado la presencia de
yogures dietéticos o hipocalóricos, los cuales poseen en su
composición un porcentaje muy bajo de grasa. La función
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que cumple la grasa en los productos alimenticios es de
palatabilidad, viscosidad en algunos casos, en otros,
jugosidad; en definitiva textura y un sabor agradable. Este
ingrediente es reemplazado por gomas que cumplan la
misma función de la grasa en el producto.
Las virtudes que se esconden en estas toneladas de
invasión láctea son innumerables. Si bien el calcio es el que
desempeña las funciones de gran estandarte de identidad del
yogur a secas -sin añadidos adicionales-, éste también
contiene proteínas, grasas graduales, hidratos de carbono -
con predominio de la lactosa-, vitaminas del tipo A y B,
niacina y ácidos pantoténico y fólico difíciles de encontrar en
otros alimentos, así como diferentes minerales, además de
fósforo, potasio, magnesio, cinc y yodo, nutrientes que son de
elevada biodisponibilidad.
Buena parte de culpa de toda esta descarga de salud
que el yogur guarda celosamente en su blancura, a veces
ornamentada, la tienen sus dos fermentos clásicos: el
Lactobacillus bulgaricus y el Streptococcus thermophilus, que
permanecen vivos tras la fermentación.
Ambos se comportan como un equipo natural muy
bien conjuntado: mientras el Lactobacillus bulgaricus es el
principal responsable de la acidez del yogur, el otro
componente de la pareja le proporciona su aroma y textura
inconfundibles. Estos fermentos se mantienen vivos por el
frío, por lo que la conservación del yogur debe ser siempre a
baja temperatura, y le otorgan el don de ser fácilmente
digerible; y aunque la persona presente un déficit parcial o
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casi total de lactosa, aseguran un importante aporte de calcio
y, además, protegen y regulan la flora intestinal20.
CAPITULO III
DISEÑO Y SIMULACION DE UN PROCESO INTEGRAL
PARA LA INDUSTRIALIZACION DE LA LECHE
3.1.- SUPERPRO DESIGNER.-
SuperPro Designer es un conjunto de las
herramientas de la serie "Pro-Designer" que incluye BatchPro
Designer, BioPro Designer and EnviroPro Designer. Los cuatro
productos tienen las mismas características (en términos de
simulación, evaluación económica, análisis de rendimiento
específico, valoración de impacto ambiental, comunicación con otros
20 Revilla, A. “Tecnología de la Leche” 3 ed. Honduras, Centroamérica (1996).
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software populares, etc.) y usan la misma interfaz, pero ellos difieren
en la lista de unidades de modelamiento; BatcPro y BioPro Designer
incluyen modelos principalmente para productos químicos,
bioquímicos, fármacos, alimentos, formulación del producto, y
procesos de embalaje. EnviroPro Designer incluye modelos
principalmente para el tratamiento de agua y aguas residuales,
reciclo de residuos, eliminación de residuos, y procesos de
contaminación del aire.
SuperPro Designer, es un programa que se ubica
dentro de los Simuladores Totales, desarrollado por Intelligent, Inc.
SuperPro Designer facilita el modelamiento, evaluación y
optimización procesos integrados en un amplio rango de industrias
(Farmacéutica, Biotecnología, Productos químicos especiales,
Alimentos, Bienes de consumo, Procesamiento de Minerales,
Microelectrónica, Purificación de Agua, Tratamiento de Aguas
residuales, Control de Polución de Aire, etc.). La combinación de los
módulos de operación de manufactura y ambientales en el mismo
paquete permite al usuario concurrentemente diseñar y evaluar la
manufactura y los procesos de tratamiento a final de la línea
productiva y practicar la minimización de residuos para prevenir la
contaminación así como también controlar la contaminación.
SuperPro Designer es una herramienta valiosa para el
ingeniero y el científico en el desarrollo de procesos, la ingeniería de
procesos, y manufactura. Este es también una valiosa herramienta
para profesionales que tratan con asuntos medioambientales (por
ejemplo, tratamiento de aguas residuales, control de la
contaminación del aire, minimización de residuos, prevención de la
contaminación). SuperPro provee bajo un entorno simple el
modelamiento y simulación del proceso de manufactura, la
evaluación económica del proyecto, y valoración del impacto
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ambiental. El programa usa el concepto de Unidad de
procedimientos21.
3.1.1.- Unidad de Procedimientos
Una unidad de procedimientos es un conjunto de
operaciones que toman lugar secuencialmente en una pieza de
equipo. Por lo tanto, una unidad de procedimientos que toma
lugar en un reactor puede incluir: Carga de material A, Calor,
Carga de material B, Agitación, Reacción, Carga del solvente
de extracción, Extracción (División de Fases), Sacar fase del
fondo, Sacar fase del tope, etc. Este conjunto de operaciones
es desplegado sobre el PFD con un simple icono de reactor. De
manera similar, una unidad de procedimientos que toma lugar
en un fermentador puede incluir: Carga de la fuente de carbón,
Carga de nutrientes, Esterilización, Fermentación,
Transferencia de caldo desde el tanque, CIP, etc. La unidad de
procedimientos permite el usuario modelar procesos batch con
gran detalle. La tabla que sigue proporciona una lista completa
de modelos de unidad de procedimientos.
Tabla Nº 07: Unidades de Procedimientos en SuperPro Designer22
Batch Vessel Procedures Solid / Liquid Separation
In a Stirred-Tank Reactor Membrane Microfiltration (B)
In a Stirred-Tank Fermentor (B) Membrane Ultrafiltration (B)
21 http://www.intelligen.com/superpro_overview.shtml 22 SHANKLIN, T.; ROPER, K.; YEGNESWARAN, P.K.; and MARTEN, M. Selection of
Bioprocess Simulation Software for Industrial Applications, Biotechnology and Bioengineering. Vol. 72, No. 4, February 20, 2001, pp 483-489.
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In an Air-Lift Fermentor (B) Diafiltration (B)
Reverse Osmosis
Continuous Reaction Dead–End Filtration
In a CSTR (stoichiometric, kinetic, or equilibrium)
Nutsche Filtration (B)
In a PFR (stoichiometric or kinetic) Plate & Frame Filtration
In a Fermentor (stoichiometric or kinetic) Rotary Vacuum Filtration (B)
Heat Sterilization (B) Granular Media Filtration (E)
Belt Filtration (E)
Environmental Reaction Basket Centrifugation (B)
Aerobic BioOxidation (E) Bowl Centrifugation (B)
Trickling Filtration (E) Disk-Stack Centrifugation (B)
Anoxic Reaction (E) Decanter Centrifugation
Anaerobic Digestion (E) Centritech Centrifugation (B)
Neutralization (E) Hydrocyclone (B)
Wet Air Oxidation (E) Clarification / Thickening (E)
Incineration (E) Flotation (E)
Oil Separation (E)
Phase Separation
Centrifugal Extraction (B) Drying/Evaporation
Differential Extraction (B) Freeze Drying (B)
Mixer–Settler Extraction (B) Tray Drying (B)
Continuous Distillation (B) Fluid Bed Drying (B)
Batch Distillation (B) Spray Drying (B)
Flash (B) Drum (B)
Condensation Rotary Drying (B)
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Continuous Crystallization (B) Multi-Effect Evaporation (B)
Absorption/Stripping Sludge Drying (E)
Activated Carbon Adsorption
Product Formulation and Packaging
Decantation Extrusion / Molding / Assembly (B)
Solid / Gas Separation Trimming / Filling / Tableting (B)
Electrostatic Precipitation (E) Boxing / Labelling / Printing (B)
Baghouse Filtration (E)
Gas Cyclone Transportation
Air Filtration Land / Sea / Air (B)
Chromatography Other Models
Gel Filtration (B) Generic Boxes
Packed Bed Adsorption (B) Pumps / Compressor / Fan / Blower
Expanded Bed Adsorption (B) Conveyors (Screw, Belt, Pneumatic) (B)
Ion Exchange for Demineralization (E) Bucket Elevator
Homogenization (High Pressure and Bead
Mill) (B)
Storage Flow Mixing / Splitting
A wide variety of storage and blending Component Splitting
tanks, including Silos and Hoppers for Heating / Cooling (various methods)
storage of solids. Grinding / Shredding (B)
3.2.- DIAGRAMA DE FLUJO.-
Este ejemplo trata de una planta integrada de
procesamiento de leche que produce queso, mantequilla,
concentrado de proteína del suero de leche (WPC), y etanol de
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grado de alimenticio. El desarrollo del ejemplo se basa en datos
disponibles en la literatura. La planta opera durante 330 días al año.
Se ha diseñado para una capacidad de procesamiento de 20.00
toneladas métricas de leche por día (833.33 kg/ h) para producir
2.14 toneladas de queso, 0.9 toneladas de mantequilla, 2.11
toneladas de WPC, y 0.335 toneladas de etanol de 95 % (en masa).
El concepto de divisiones del flowsheet fue introducido como parte
del uso del software SuperPro para facilitar el reporte de los
resultados para costos, evaluación económica, y requerimientos de
materia prima de los procesos integrados. Una sección del
flowsheet es un grupo de proceso de una etapa que tienen algo en
común. La planta en este ejemplo consiste de cuatro divisiones:
Elaboración de Queso, Elaboración de Mantequilla, Elaboración de
WPC, y Elaboración de Etanol. Los iconos de las secciones de
elaboración de queso, Butter, WPC, y Etanol son exhibidos en azul,
negro, verdean, y rojo oscuro, respectivamente en el gráfico Nº 09
que se presenta a continuación:
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3.3 DESCRIPCION DEL PROCESO
3.3.1 Producción de Queso
La leche es bombeada desde los tanques cisternas
hacia cualquiera de seis silos idénticos de 227 m3 (V-112) (600
gal), los cuales están cada uno colocados sobre una celda de
carga para monitorear el nivel de leche en cualquier tiempo
dado. (Nota – estos seis silos son representados por un icono
en el flowsheet. Otros conjuntos de equipos idénticos, operando
en paralelo, son también representados por un solo icono).
Para ver el número del equipo representado por un icono, hacer
click derecho sobre el icono y seleccionar “Equipment Data”. La
temperatura en los silos es mantenida a alrededor de 4 oC. La
leche desde los silos fluye a través de un pasteurizador (HX-
101), el cual es un intercambiador calentador operando a
alrededor de 68 oC.
La leche luego fluye a través de un enfriador (HX-102)
para reducir su temperatura a la entrada de las tinas de queso
hasta 30 oC. Se adiciona Acido Láctico iniciadores de cultivo y
cuajo en pequeñas proporciones al contenido de las vasijas (V-
102). Luego, la cuajada es solidificada durante dos horas en el
depósito de queso (V-104). Luego la corriente acuosa del
suero de leche (S-109), es removida (CSP-101).
La corriente del suero de leche está compuesta de
proteínas sin consumir, grasa, lactosa, sales minerales, y agua.
Después, se agrega sal (MX-102) a la corriente S-110 y el
queso es formado en bloques (V-103). Después de la
formación de bloques, el queso es sellado (TB-101), enfriado y
almacenado para maduración.
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3.3.2 Producción de Mantequilla
Usando tres separadores centrífugos (DS-101), la
corriente de suero de leche (S-101) es separado en una crema
sustanciosa en grasa (S-127) y una corriente acuosa diluida (S-
111) conteniendo principalmente proteínas, sales, y lactosa.
La crema es posteriormente pasteurizada (HX-103 y
HX-104) y usada como la alimentación para hacer mantequilla
de Grado B, este es el grado posible más alto para mantequilla
del suero de leche. La mantequilla es empacada en cartones
(FR-101), los cuales contienen 30 kg de material.
En adición, la corriente del suero de leche de
mantequilla (S-125) es combinada con la corriente acuosa
diluida (S-111) desde los separadores centrífugos y es enviada
a la sección de WPC.
3.3.3 Producción de Concentrado Proteico de Suero (WPC)
Las corrientes acuosas diluidas (S-125 y S-111) de la
sección de elaboración de mantequilla conteniendo otros dos
componentes potencialmente valiosos, aunque en
concentraciones bajas: proteínas de suero y lactosa.
Las proteínas de suero son concentradas usando ultra
filtración de flujo cruzado (UF-101), y luego secado por
atomización (SDR-101) para producir WPC conteniendo 50-75
% de proteína. El WPC seco es almacenado en silos (SL-101) y
empacado en bolsas conteniendo 22.5 kg (50 lbs) de material.
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3.3.4 Producción de Etanol
El líquido proveniente de los ultra filtros (corriente S-
137) es tratado usando unidades de ósmosis inversas (RO-
101). La corriente concentrada de estas unidades retiene
lactosa y la mayor parte de las sales minerales. La corriente
diluida (S-138) pasa a través de otro sistema de osmosis
inversa (RO-102) para remover los minerales residuales.
El resultado es agua pura desmineralizada, la cual es
reciclada para usos sanitarios y como agua de enjuague.
Aproximadamente 33.5% del agua contenida en la leche
original es reciclada por esta vía. La solución concentrada de
lactosa a partir del primer sistema de osmosis inversa
(corriente S-115) es alimentada a cualquiera de tres
fermentadores (V-101), donde se agrega una cantidad
adecuada de levadura para producir etanol.
La solución resultante, la cual contiene 4% a 5% de
alcohol (en masa), luego pasa a uno o dos tanques de
almacenamiento (V-110). Posteriormente, la solución
conteniendo alcohol es enviada a un separador centrífugo (DS-
102), el cual recupera y recicla la levadura. La biomasa libre
(corriente S-140) es luego precalentada mediante un
intercambiador de calor (HX-106) antes de destilación.
La integración de intercambio de calor se usa para
calentar la solución entrante (corriente S-140) usando la
corriente de fondos de la columna de destilación (corriente S-
143). Después, la solución diluida de etanol es concentrada por
destilación (C-101) hasta el grado de bebida. La etapa del
proceso de destilación es un sistema típico de tres etapas
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usando recomprensión térmica del vapor para recuperar calor y
usando glicol para romper el azeótropo en la primera etapa.
3.4.- SIMULACION DEL PROCESO.-
Para efectuar la simulación esto se usa la opción
Tasks: Solve M&E Balances del menú principal, esto hará que el
programa efectué los cálculos de balance de masa y energía para
todo el flowsheet, estime las dimensiones de las unidades de equipo
y haga las especificaciones de cada unidad. Alternativamente puede
hacer clic directamente en el icono:
de la barra de herramientas.
1. Las variables calculadas para cada operación pueden verse
haciendo clic derecho en el icono de la Unidad de Procedimiento y
seleccionando Operation Data. Por ejemplo, usted puede ver
cuánto tiempo demora cada una de las operaciones Charge
(recuerde que sus duraciones se basan en una masa dada a ser
cargada y un flujo).
2. Los flujos calculados y composiciones de las corrientes
intermedias y de salida pueden ser vistas haciendo doble clic en
cada corriente y seleccionando Simulation Data..., por ejemplo
para la corriente S-103 se tiene:
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Gráfico Nº 10: Composición de la Corriente S-103
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3.4.1 Resultados de la simulación para el balance de Materiales
OVERALL PROCESS DATA ======================================================= Annual Operating Time = 7920.00 h Annual Throughput = 39244.44 MP Entities Operating Days Per Year = 330.00 ======================================================= MP Entity = Cheese Block (18 kg) in Cheese STARTING MATERIAL REQUIREMENTS ================================================================================ Section Starting Active Gross Amt Needed Name Material Product Yield (%) kg Sin/MP Entity -------------------------------------------------------------------------------- Cheese Section (none) (none) Unknown 0.0000 Butter Section Fats Fats 95.000 0.7212 WPC Section Whey Whey 100.000 0.5127 Ethanol Section Lactose Ethyl Alcoho 34.802 7.2382 ================================================================================ Sin = Section Starting Material Aout = Section Active Product
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BULK RAW MATERIAL REQUIREMENTS PER SECTION ========================================================================== SECTIONS IN: Main Branch Cheese Section Raw Material kg/Year kg/Hour kg/MP Entity -------------------------------------------------------------------------- Starter 65973.60 8.330 1.681 Renin 6597.36 0.833 0.168 Salts 14122.46 1.783 0.360 milk 6597360.00 833.000 168.109 -------------------------------------------------------------------------- Section Total 6684053.42 843.946 170.318 -------------------------------------------------------------------------- Butter Section -------------------------------------------------------------------------- Raw Material kg/Year kg/Hour kg/MP Entity -------------------------------------------------------------------------- Plastic 12655.67 1.598 0.322 -------------------------------------------------------------------------- Section Total 12655.67 1.598 0.322 -------------------------------------------------------------------------- WPC Section -------------------------------------------------------------------------- Raw Material kg/Year kg/Hour kg/MP Entity -------------------------------------------------------------------------- Air 1364371.33 172.269 34.766 Paper 220.31 0.028 0.006 -------------------------------------------------------------------------- Section Total 1364591.63 172.297 34.772 --------------------------------------------------------------------------
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Ethanol Section -------------------------------------------------------------------------- Raw Material kg/Year kg/Hour kg/MP Entity -------------------------------------------------------------------------- -------------------------------------------------------------------------- -------------------------------------------------------------------------- SUMMARY (Entire Process) -------------------------------------------------------------------------- Raw Material kg/Year kg/Hour kg/MP Entity -------------------------------------------------------------------------- Starter 65973.60 8.330 1.681 Renin 6597.36 0.833 0.168 Salts 14122.46 1.783 0.360 milk 6597360.00 833.000 168.109 Plastic 12655.67 1.598 0.322 Air 1364371.33 172.269 34.766 Paper 220.31 0.028 0.006 -------------------------------------------------------------------------- Process Total 8061300.72 1017.841 205.413 -------------------------------------------------------------------------- ========================================================================== BULK RAW MATERIAL REQUIREMENTS BREAKDOWN PER PROCEDURE ======================================================== ========================================================================== Starter kg/Year kg/Hour kg/MP Entity Total 65973.60 8.330 1.681 ========================================================================== (%Total) Cheese Section (Main Branch) 100.00 65973.60 8.330 1.681
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-------------------------------------------------------------------------- P-4 100.00 65973.60 8.330 1.681 -------------------------------------------------------------------------- ========================================================================== Renin kg/Year kg/Hour kg/MP Entity Total 6597.36 0.833 0.168 ========================================================================== (%Total) Cheese Section (Main Branch) 100.00 6597.36 0.833 0.168 -------------------------------------------------------------------------- P-4 100.00 6597.36 0.833 0.168 -------------------------------------------------------------------------- ========================================================================== Salts kg/Year kg/Hour kg/MP Entity Total 14122.46 1.783 0.360 ========================================================================== (%Total) Cheese Section (Main Branch) 100.00 14122.46 1.783 0.360 -------------------------------------------------------------------------- P-8 100.00 14122.46 1.783 0.360 -------------------------------------------------------------------------- ========================================================================== milk kg/Year kg/Hour kg/MP Entity Total 6597360.00 833.000 168.109 ========================================================================== (%Total) Cheese Section (Main Branch) 100.00 6597360.00 833.000 168.109 -------------------------------------------------------------------------- P-33 100.00 6597360.00 833.000 168.109 --------------------------------------------------------------------------
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========================================================================== Plastic kg/Year kg/Hour kg/MP Entity Total 12655.67 1.598 0.322 ========================================================================== (%Total) Butter Section (Main Branch) 100.00 12655.67 1.598 0.322 -------------------------------------------------------------------------- P-18 100.00 12655.67 1.598 0.322 -------------------------------------------------------------------------- ========================================================================== Air kg/Year kg/Hour kg/MP Entity Total 1364371.33 172.269 34.766 ========================================================================== (%Total) WPC Section (Main Branch) 100.00 1364371.33 172.269 34.766 -------------------------------------------------------------------------- P-21 100.00 1364371.33 172.269 34.766 -------------------------------------------------------------------------- ========================================================================== Paper kg/Year kg/Hour kg/MP Entity Total 220.31 0.028 0.006 ========================================================================== (%Total) WPC Section (Main Branch) 100.00 220.31 0.028 0.006 -------------------------------------------------------------------------- P-23 100.00 220.31 0.028 0.006 --------------------------------------------------------------------------
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======================================================== BREAKDOWN PER RAW MATERIAL AND SECTION (kg/MP Entity) ============================================================================================ Raw Material Cheese Section Butter Section WPC Section Ethanol Section Subtotal -------------------------------------------------------------------------------------------- Starter 1.681 0.000 0.000 0.000 1.681 Renin 0.168 0.000 0.000 0.000 0.168 Salts 0.360 0.000 0.000 0.000 0.360 milk 168.109 0.000 0.000 0.000 168.109 Plastic 0.000 0.322 0.000 0.000 0.322 Air 0.000 0.000 34.766 0.000 34.766 Paper 0.000 0.000 0.006 0.000 0.006 -------------------------------------------------------------------------------------------- TOTAL 170.318 0.322 34.772 0.000 205.413 ============================================================================================ BREAKDOWN PER RAW MATERIAL AND SECTION (kg/h) ============================================================================================ Raw Material Cheese Section Butter Section WPC Section Ethanol Section Subtotal -------------------------------------------------------------------------------------------- Starter 8.330 0.000 0.000 0.000 8.330 Renin 0.833 0.000 0.000 0.000 0.833 Salts 1.783 0.000 0.000 0.000 1.783 milk 833.000 0.000 0.000 0.000 833.000 Plastic 0.000 1.598 0.000 0.000 1.598 Air 0.000 0.000 172.269 0.000 172.269 Paper 0.000 0.000 0.028 0.000 0.028 -------------------------------------------------------------------------------------------- TOTAL 843.946 1.598 172.297 0.000 1017.841
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============================================================================================ BREAKDOWN PER RAW MATERIAL AND SECTION (kg/year) ============================================================================================ Raw Material Cheese Section Butter Section WPC Section Ethanol Section Subtotal -------------------------------------------------------------------------------------------- Starter 65973.6 0.0 0.0 0.0 65973.6 Renin 6597.4 0.0 0.0 0.0 6597.4 Salts 14122.5 0.0 0.0 0.0 14122.5 milk 6597360.0 0.0 0.0 0.0 6597360.0 Plastic 0.0 12655.7 0.0 0.0 12655.7 Air 0.0 0.0 1364371.3 0.0 1364371.3 Paper 0.0 0.0 220.3 0.0 220.3 -------------------------------------------------------------------------------------------- TOTAL 6684053.4 12655.7 1364591.6 0.0 8061300.7 ============================================================================================ DISCRETE RAW MATERIAL REQUIREMENTS PER SECTION ============================================================================= SECTIONS IN: Main Branch Cheese Section ----------------------------------------------------------------------------- Raw Material Entities/Year Entities/Hour Entities/MP Entity ----------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------- Butter Section ----------------------------------------------------------------------------- Raw Material Entities/Year Entities/Hour Entities/MP Entity ----------------------------------------------------------------------------- Empty Carton 12655.67 1.598 0.322 -----------------------------------------------------------------------------
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WPC Section ----------------------------------------------------------------------------- Raw Material Entities/Year Entities/Hour Entities/MP Entity ----------------------------------------------------------------------------- Empty Bags 2203.07 0.278 0.056 ----------------------------------------------------------------------------- Ethanol Section ----------------------------------------------------------------------------- Raw Material Entities/Year Entities/Hour Entities/MP Entity ----------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------- SUMMARY (Entire Process) ----------------------------------------------------------------------------- Raw Material Entities/Year Entities/Hour Entities/MP Entity ----------------------------------------------------------------------------- Empty Carton 12655.67 1.598 0.322 Empty Bags 2203.07 0.278 0.056 ----------------------------------------------------------------------------- ============================================================================= DISCRETE RAW MATERIAL REQUIREMENTS BREAKDOWN PER STREAM ========================================================= ========================================================================== Empty Carton Entities/Year Entities/Hour Entities/MP Entity Total 12655.67 1.598 0.322 ========================================================================== (%Total) Butter Section (Main Branch) 100.00 12655.67 1.598 0.322 -------------------------------------------------------------------------- Cartons 100.00 12655.67 1.598 0.322 --------------------------------------------------------------------------
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============================================================================== Empty Bags Entities/Year Entities/Hour Entities/MP Entity Total 2203.07 0.278 0.056 ============================================================================== (%Total) WPC Section (Main Branch) 100.00 2203.07 0.278 0.056 ------------------------------------------------------------------------------ Bags 100.00 2203.07 0.278 0.056 ------------------------------------------------------------------------------ ========================================================= BREAKDOWN PER RAW MATERIAL AND SECTION (Entities/MP Entity) ============================================================================================ Raw Material Cheese Section Butter Section WPC Section Ethanol Section Subtotal -------------------------------------------------------------------------------------------- Empty Carton 0.000 0.322 0.000 0.000 0.322 Empty Bags 0.000 0.000 0.056 0.000 0.056 ============================================================================================ BREAKDOWN PER RAW MATERIAL AND SECTION (Entities/h) ============================================================================================ Raw Material Cheese Section Butter Section WPC Section Ethanol Section Subtotal -------------------------------------------------------------------------------------------- Empty Carton 0.000 1.598 0.000 0.000 1.598 Empty Bags 0.000 0.000 0.278 0.000 0.278
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============================================================================================ BREAKDOWN PER RAW MATERIAL AND SECTION (Entities/year) ============================================================================================ Raw Material Cheese Section Butter Section WPC Section Ethanol Section Subtotal -------------------------------------------------------------------------------------------- Empty Carton 0.0 12655.7 0.0 0.0 12655.7 Empty Bags 0.0 0.0 2203.1 0.0 2203.1 ============================================================================================ COMPONENT BALANCE AND STREAM REPORT =============================================================================== STREAM NAME Leche S-102 S-103 S-104 Cuajo/Inici SOURCE INPUT P-33 P-2 P-3 INPUT DESTINATION P-33 P-2 P-3 P-4 P-4 =============================================================================== STREAM PROPERTIES ACTIVITY U/ml 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TEMP °C 25.0 4.0 68.0 30.0 25.0 PRES bar 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 DENSITY g/L 1050.000 996.620 996.620 996.620 1000.000 COMPONENT FLOWRATES (kg/h averaged) Anions 3.3320 3.3320 3.3320 3.3320 0.0000 Casein 22.4910 22.4910 22.4910 22.4910 0.0000 Cations 2.4990 2.4990 2.4990 2.4990 0.0000 Fats 32.4870 32.4870 32.4870 32.4870 0.0000 Lactose 40.8170 40.8170 40.8170 40.8170 0.0000 Renin 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.8330 Starter 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 8.3300 Water 726.3760 726.3760 726.3760 726.3760 0.0000 Whey 4.9980 4.9980 4.9980 4.9980 0.0000
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=============================================================================== TOTAL (kg/h) 833.0000 833.0000 833.0000 833.0000 9.1630 TOTAL (L/h) 793.3333 835.8250 835.8250 835.8250 9.1630 ===============================================================================
=============================================================================== STREAM NAME S-106 S-107 S-108 S-110 S-109 SOURCE P-4 P-5 P-7 P-6 P-6 DESTINATION P-5 P-7 P-6 P-8 P-14 =============================================================================== STREAM PROPERTIES ACTIVITY U/ml 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TEMP °C 29.9 29.9 25.0 25.0 25.0 PRES bar 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 DENSITY g/L 996.657 996.657 996.657 972.040 999.588 COMPONENT FLOWRATES (kg/h averaged) Anions 3.3320 3.3320 3.3320 0.1583 3.1737 Casein 22.4910 22.4910 22.4910 21.1415 1.3495 Cations 2.4990 2.4990 2.4990 0.1187 2.3803 Fats 32.4870 32.4870 32.4870 28.9134 3.5736 Lactose 40.8170 40.8170 40.8170 1.9388 38.8782 Renin 0.8330 0.8330 0.0000 0.0000 0.0000 Starter 8.3300 8.3300 0.0000 0.0000 0.0000 Water 726.3760 726.3760 735.5390 34.9381 700.6009 Whey 4.9980 4.9980 4.9980 0.1999 4.7981 =============================================================================== TOTAL (kg/h) 842.1630 842.1630 842.1630 87.4088 754.7542 TOTAL (L/h) 844.9880 844.9880 844.9880 89.9230 755.0650 ===============================================================================
=============================================================================== STREAM NAME S-101 S-127 S-111 S-114 S-118 SOURCE P-14 P-11 P-11 P-12 P-13 DESTINATION P-11 P-12 P-24 P-13 P-15 ===============================================================================
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STREAM PROPERTIES ACTIVITY U/ml 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TEMP °C 25.0 25.0 25.0 25.0 68.0 PRES bar 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 DENSITY g/L 999.588 999.130 1000.000 999.130 999.130 COMPONENT FLOWRATES (kg/h averaged) Anions 3.1737 1.4934 1.6803 1.4934 1.4934 Casein 1.3495 0.6350 0.7145 0.6350 0.6350 Cations 2.3803 1.1201 1.2602 1.1201 1.1201 Fats 3.5736 3.5736 0.0000 3.5736 3.5736 Lactose 38.8782 18.2944 20.5838 18.2944 18.2944 Water 700.6009 329.6721 370.9288 329.6721 329.6721 Whey 4.7981 2.2578 2.5403 2.2578 2.2578 =============================================================================== TOTAL (kg/h) 754.7542 357.0463 397.7080 357.0463 357.0463 TOTAL (L/h) 755.0650 357.3570 397.7080 357.3570 357.3570 =============================================================================== =============================================================================== STREAM NAME S-119 S-121 S-122 S-125 S-128 SOURCE P-15 P-16 P-17 P-17 P-24 DESTINATION P-16 P-17 P-18 P-24 P-19 =============================================================================== STREAM PROPERTIES ACTIVITY U/ml 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TEMP °C 30.0 30.0 30.0 30.0 27.2 PRES bar 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 DENSITY g/L 999.130 999.130 993.880 999.950 999.978
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COMPONENT FLOWRATES (kg/h averaged) Anions 1.4934 1.4934 0.1792 1.3142 2.9945 Casein 0.6350 0.6350 0.2159 0.4191 1.1336 Cations 1.1201 1.1201 0.1344 0.9857 2.2459 Fats 3.5736 3.5736 3.3949 0.1787 0.1787 Lactose 18.2944 18.2944 2.1953 16.0990 36.6829 Water 329.6721 329.6721 39.5606 290.1114 661.0402 Whey 2.2578 2.2578 2.2578 0.0000 2.5403 =============================================================================== TOTAL (kg/h) 357.0463 357.0463 47.9381 309.1081 706.8161 TOTAL (L/h) 357.3570 357.3570 48.2334 309.1236 706.8316 =============================================================================== =============================================================================== STREAM NAME S-137 S-129 S-131 S-134 S-132 SOURCE P-19 P-19 P-20 INPUT P-21 DESTINATION P-25 P-20 P-21 P-21 OUTPUT =============================================================================== STREAM PROPERTIES ACTIVITY U/ml 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TEMP °C 25.0 25.0 25.0 25.0 70.0 PRES bar 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 DENSITY g/L 1000.000 999.204 999.204 1.179 1.103 COMPONENT FLOWRATES (kg/h averaged) Anions 2.9278 0.0667 0.0667 0.0000 0.0000 Casein 0.0000 1.1336 1.1336 0.0000 0.0000 Cations 2.1959 0.0500 0.0500 0.0000 0.0000 Fats 0.0000 0.1787 0.1787 0.0000 0.0000 Lactose 35.8658 0.8171 0.8171 0.0000 0.0000
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Nitrogen 0.0000 0.0000 0.0000 132.1507 132.1507 Oxygen 0.0000 0.0000 0.0000 40.1184 40.1184 Water 646.3164 14.7239 14.7239 0.0000 13.2515 Whey 0.0000 2.5403 2.5403 0.0000 0.0000 =============================================================================== TOTAL (kg/h) 687.3059 19.5102 19.5102 172.2691 185.5206 TOTAL (L/h) 687.3059 19.5257 19.5257 146086.3610 168148.5350 =============================================================================== =============================================================================== STREAM NAME S-133 S-136 Bolsas WPC S-138 SOURCE P-21 P-22 INPUT P-23 P-25 DESTINATION P-22 P-23 P-23 OUTPUT P-26 =============================================================================== STREAM PROPERTIES ACTIVITY U/ml 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TEMP °C 70.0 70.0 25.0 69.8 25.0 PRES bar 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 DENSITY g/L 997.524 997.524 1000.000 997.535 1000.000 COMPONENT FLOWRATES (kg/h averaged) Anions 0.0667 0.0667 0.0000 0.0667 0.0290 Casein 1.1336 1.1336 0.0000 1.1336 0.0000 Cations 0.0500 0.0500 0.0000 0.0500 0.0217 Fats 0.1787 0.1787 0.0000 0.1787 0.0000 Lactose 0.8171 0.8171 0.0000 0.8171 0.0000 Paper 0.0000 0.0000 0.0278 0.0278 0.0000 Water 1.4724 1.4724 0.0000 1.4724 343.6022 Whey 2.5403 2.5403 0.0000 2.5403 0.0000
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=============================================================================== TOTAL (kg/h) 6.2587 6.2587 0.0278 6.2865 343.6529 TOTAL (L/h) 6.2743 6.2743 0.0278 6.3021 343.6529 =============================================================================== =============================================================================== STREAM NAME S-115 S-139 S-124 S-146 S-140 SOURCE P-25 P-1 P-1 P-28 P-29 DESTINATION P-1 OUTPUT P-28 P-29 P-27 =============================================================================== STREAM PROPERTIES ACTIVITY U/ml 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TEMP °C 25.0 20.0 37.0 37.0 25.0 PRES bar 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 DENSITY g/L 1000.000 1.830 995.692 995.692 994.574 COMPONENT FLOWRATES (kg/h averaged) Anions 2.8988 0.0000 2.8988 2.8988 2.5948 Carb. Dioxide 0.0000 13.5573 0.0000 0.0000 0.0000 Cations 2.1741 0.0000 2.1741 2.1741 1.9461 Ethyl Alcohol 0.0000 0.0000 15.4940 15.4940 13.8688 Lactose 35.8658 0.0000 3.5866 3.5866 3.2104 Water 302.7142 0.0000 302.7142 302.7142 259.6728 Yeast 0.0000 0.0000 3.2279 3.2279 0.0670 =============================================================================== TOTAL (kg/h) 343.6529 13.5573 330.0957 330.0957 281.3599 TOTAL (L/h) 343.6529 7409.7625 331.5238 331.5238 282.8947 ===============================================================================
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=============================================================================== STREAM NAME Liq Res 2 S-141 S-142 S-143 S-144 SOURCE P-29 P-27 P-31 P-31 P-27 DESTINATION OUTPUT P-31 P-30 P-27 OUTPUT =============================================================================== STREAM PROPERTIES ACTIVITY U/ml 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TEMP °C 25.0 92.9 90.0 100.0 30.0 PRES bar 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 DENSITY g/L 1002.196 30.217 1.632 225.599 999.448 COMPONENT FLOWRATES (kg/h averaged) Anions 0.3041 2.5948 0.0000 2.5948 2.5948 Cations 0.2280 1.9461 0.0000 1.9461 1.9461 Ethyl Alcohol 1.6252 13.8688 12.4819 1.3869 1.3869 Lactose 0.3762 3.2104 0.0000 3.2104 3.2104 Water 43.0414 259.6728 0.7011 258.9716 258.9716 Yeast 3.1609 0.0670 0.0000 0.0670 0.0670 =============================================================================== TOTAL (kg/h) 48.7358 281.3599 13.1831 268.1768 268.1768 TOTAL (L/h) 48.6290 9311.3828 8075.8550 1188.7303 268.3248 =============================================================================== =============================================================================== STREAM NAME S-145 Etanol Agua Liq Res1 Cartons SOURCE P-30 P-32 P-26 P-26 INPUT DESTINATION P-32 OUTPUT OUTPUT OUTPUT P-18 ===============================================================================
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STREAM PROPERTIES ACTIVITY U/ml 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TEMP °C 37.0 37.0 25.0 25.0 25.0 PRES bar 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 DENSITY g/L 904.812 904.812 1000.000 1000.000 1000.000 COMPONENT FLOWRATES (kg/h averaged) Anions 0.0000 0.0000 0.0006 0.0284 0.0000 Cations 0.0000 0.0000 0.0004 0.0213 0.0000 Ethyl Alcohol 12.4819 12.4819 0.0000 0.0000 0.0000 Plastic 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 1.5979 Water 0.7011 0.7011 229.1010 114.5012 0.0000 =============================================================================== TOTAL (kg/h) 13.1831 13.1831 229.1020 114.5510 1.5979 TOTAL (L/h) 14.5699 14.5699 229.1020 114.5510 1.5979 =============================================================================== =============================================================================== STREAM NAME Cajas Mante Salt S-112 S-113 Cheese SOURCE P-18 INPUT P-8 P-9 P-10 DESTINATION OUTPUT P-8 P-9 P-10 OUTPUT =============================================================================== STREAM PROPERTIES ACTIVITY U/ml 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TEMP °C 29.8 25.0 25.0 25.0 25.0 PRES bar 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 DENSITY g/L 994.076 1000.000 972.584 972.584 972.584
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COMPONENT FLOWRATES (kg/h averaged) Anions 0.1792 0.0000 0.1583 0.1583 0.1583 Casein 0.2159 0.0000 21.1415 21.1415 21.1415 Cations 0.1344 0.0000 0.1187 0.1187 0.1187 Fats 3.3949 0.0000 28.9134 28.9134 28.9134 Lactose 2.1953 0.0000 1.9388 1.9388 1.9388 Plastic 1.5979 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 Salts 0.0000 1.7831 1.7831 1.7831 1.7831 Water 39.5606 0.0000 34.9381 34.9381 34.9381 Whey 2.2578 0.0000 0.1999 0.1999 0.1999 =============================================================================== TOTAL (kg/h) 49.5361 1.7831 89.1919 89.1919 89.1919 TOTAL (L/h) 49.8313 1.7831 91.7061 91.7061 91.7061 =============================================================================== OVERALL COMPONENT BALANCE (kg/h averaged) ============================================================================== COMPONENT IN OUT (OUT-IN) ============================================================================== Anions 3.332000 3.332000 -0.000000 Carb. Dioxide 0.000000 13.557273 13.557273 Casein 22.491000 22.491000 0.000000 Cations 2.499000 2.499000 0.000000 Ethyl Alcohol 0.000000 15.494027 15.494027 Fats 32.487000 32.487000 0.000000 Lactose 40.817000 8.537778 -32.279222 Nitrogen 132.150711 132.150711 0.000000 Oxygen 40.118396 40.118396 -0.000000 Paper 0.027817 0.027817 0.000000 Plastic 1.597938 1.597938 0.000000 Renin 0.833000 0.000000 -0.833000 Salts 1.783139 1.783139 -0.000000 Starter 8.330000 0.000000 -8.330000
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Water 726.376000 735.539000 9.163000 Whey 4.998000 4.998000 0.000000 Yeast 0.000000 3.227922 3.227922 ============================================================================== TOTAL 1017.841000 1017.841000 -0.000000 ==============================================================================
3.4.2 Resultados de la Simulación para la Evaluación Económica
ANNUAL OPERATING COST - SUMMARY (2000 prices) ============================================================== Cost Item $/Year % -------------------------------------------------------------- Raw Materials 142092000 81.41 Labor-Dependent 3213000 1.84 Facility-Dependent 18576000 10.64 Laboratory/QC/QA 482000 0.28 Consumables 2314000 1.33 Waste Treatment/Disposal 1709000 0.98 Utilities 6149000 3.52 Transportation 0 0.00 Miscellaneous 0 0.00 Advertising and Selling 0 0.00 Running Royalties 0 0.00 Failed Product Disposal 0 0.00 ============================================================== TOTAL 174537000 100.00 ============================================================== PROFITABILITY ANALYSIS (2000 prices) ========================================================================== A. DIRECT FIXED CAPITAL $ 991690 B. WORKING CAPITAL 139240 C. STARTUP COST 49580 D. UP-FRONT R&D 0
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E. UP-FRONT ROYALTIES 0 F. TOTAL INVESTMENT (A+B+C+D+E) 1180520 G. INVESTMENT CHARGED TO THIS PROJECT 1180520 H. REVENUE STREAM FLOWRATES #/year of Cheese Block (1 (in Cheese) 3926 #/year of WPC (22.5 kg ba (in WPC) 2204 kg/year of total flow (in Ethanol) 104451 #/year of (30 kg) Butter (in Butter Cartons) 12660
I. PRODUCTION (UNIT) COST $/Cheese Block (18 kg) (in Cheese) 44.457
J. SELLING/PROCESSING PRICE $/Cheese Block (18 kg) (in Cheese) 45.000 $/WPC (22.5 kg bag) (in WPC) 20.000 $/kg of total flow (in Ethanol) 0.900 $/(30 kg) Butter Carton (in Butter Carton 60.000 K. REVENUES ($/year) Cheese 1766700 WPC 44080 Ethanol 94010 Butter Cartons 759640 -------------- -------------- Total Revenues 2664430 L. ANNUAL OPERATING COST 1745370 M. GROSS PROFIT (K-L) 919060 N. TAXES (40 %) 367620 O. NET PROFIT (M-N + Depreciation ) 645650 ========================================================================== GROSS MARGIN 34.49 % RETURN ON INVESTMENT 54.69 % PAYBACK TIME (years) 1.83 ==========================================================================
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3.4.3 Resultados de la Simulación para el Impacto Ambiental ENVIRONMENTAL IMPACT REPORT
**** LUMPED ENVIRONMENTAL STREAM PROPERTIES Section ***** ===============================================================================
STREAM NAME Starter/Ren Salt Cheese S-116 S-117 SOURCE INPUT INPUT P-10 P-5 P-12 DESTINATION P-4 P-8 OUTPUT OUTPUT OUTPUT
=============================================================================== STREAM PROPERTIES ACTIVITY U/ml 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TEMP °C 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 PRES bar 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 TOC mg C/l 0.0 0.0 236462.6 0.0 0.0 COD mg O/l 0.0 0.0 882793.9 0.0 0.0 ThOD mg O/l 0.0 0.0 882793.9 0.0 0.0 BODu mg O/l 0.0 0.0 617955.7 0.0 0.0 BOD5 mg O/l 0.0 0.0 556160.1 0.0 0.0 TKN mg N/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 NH3 mg N/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 NO3/NO2 mg N/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TP mg P/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TS mg Slds/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TSS mg Slds/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 VSS mg Slds/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 DVSS mg Slds/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TDS mg Slds/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 VDS mg Slds/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 DVDS mg Slds/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
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DAILY THROUGHPUTS TOC kg C/d 0.0 0.0 52064.8 0.0 0.0 COD kg O/d 0.0 0.0 194375.2 0.0 0.0 ThOD kg O/d 0.0 0.0 194375.2 0.0 0.0 BODu kg O/d 0.0 0.0 136062.7 0.0 0.0 BOD5 kg O/d 0.0 0.0 122456.4 0.0 0.0 TKN kg N/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 NH3 kg N/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 NO3/NO2 kg N/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TP kg P/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TS kg Slds/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TSS kg Slds/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 VSS kg Slds/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 DVSS kg Slds/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TDS kg Slds/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 VDS kg Slds/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 DVDS kg Slds/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 =============================================================================== STREAM NAME S-120 Cartons S-126 S-130 S-132 SOURCE P-16 INPUT P-14 P-20 P-21 DESTINATION OUTPUT P-18 OUTPUT OUTPUT OUTPUT =============================================================================== STREAM PROPERTIES ACTIVITY U/ml 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TEMP °C 25.0 25.0 25.0 25.0 70.0 PRES bar 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 TOC mg C/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 COD mg O/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 ThOD mg O/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 BODu mg O/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 BOD5 mg O/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TKN mg N/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
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NH3 mg N/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 NO3/NO2 mg N/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TP mg P/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TS mg Slds/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TSS mg Slds/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 VSS mg Slds/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 DVSS mg Slds/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TDS mg Slds/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 VDS mg Slds/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 DVDS mg Slds/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 DAILY THROUGHPUTS TOC kg C/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 COD kg O/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 ThOD kg O/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 BODu kg O/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 BOD5 kg O/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TKN kg N/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 NH3 kg N/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 NO3/NO2 kg N/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TP kg P/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TS kg Slds/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TSS kg Slds/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 VSS kg Slds/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 DVSS kg Slds/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TDS kg Slds/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 VDS kg Slds/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 DVDS kg Slds/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 =============================================================================== STREAM NAME S-134 S-135 Bags WPC Liq Waste 1 SOURCE INPUT P-22 INPUT P-23 P-26 DESTINATION P-21 OUTPUT P-23 OUTPUT OUTPUT ===============================================================================
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STREAM PROPERTIES ACTIVITY U/ml 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TEMP °C 25.0 25.0 25.0 69.8 25.0 PRES bar 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 TOC mg C/l 0.0 0.0 0.0 21264.2 0.0 COD mg O/l 0.0 0.0 0.0 79386.4 0.0 ThOD mg O/l 0.0 0.0 0.0 79386.4 0.0 BODu mg O/l 0.0 0.0 0.0 55570.5 0.0 BOD5 mg O/l 0.0 0.0 0.0 50013.5 0.0 TKN mg N/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 NH3 mg N/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 NO3/NO2 mg N/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TP mg P/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TS mg Slds/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TSS mg Slds/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 VSS mg Slds/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 DVSS mg Slds/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TDS mg Slds/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 VDS mg Slds/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 DVDS mg Slds/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 DAILY THROUGHPUTS TOC kg C/d 0.0 0.0 0.0 321.7 0.0 COD kg O/d 0.0 0.0 0.0 1201.2 0.0 ThOD kg O/d 0.0 0.0 0.0 1201.2 0.0 BODu kg O/d 0.0 0.0 0.0 840.8 0.0 BOD5 kg O/d 0.0 0.0 0.0 756.8 0.0 TKN kg N/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 NH3 kg N/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 NO3/NO2 kg N/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TP kg P/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TS kg Slds/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TSS kg Slds/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
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VSS kg Slds/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 DVSS kg Slds/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TDS kg Slds/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 VDS kg Slds/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 DVDS kg Slds/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 =============================================================================== STREAM NAME Demin. Wate S-147 Liq Waste 2 Ethanol S-154 SOURCE P-26 P-29 P-29 P-32 P-32 DESTINATION OUTPUT OUTPUT OUTPUT OUTPUT OUTPUT =============================================================================== STREAM PROPERTIES ACTIVITY U/ml 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TEMP °C 25.0 25.0 25.0 37.0 25.0 PRES bar 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 TOC mg C/l 0.0 0.0 44615.1 477177.1 0.0 COD mg O/l 0.0 0.0 138937.8 1785344.8 0.0 ThOD mg O/l 0.0 0.0 138937.8 1785344.8 0.0 BODu mg O/l 0.0 0.0 111534.3 1615737.0 0.0 BOD5 mg O/l 0.0 0.0 43652.7 0.0 0.0 TKN mg N/l 0.0 0.0 6500.0 0.0 0.0 NH3 mg N/l 0.0 0.0 6500.0 0.0 0.0 NO3/NO2 mg N/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TP mg P/l 0.0 0.0 1300.0 0.0 0.0 TS mg Slds/l 0.0 0.0 65000.0 0.0 0.0 TSS mg Slds/l 0.0 0.0 65000.0 0.0 0.0 VSS mg Slds/l 0.0 0.0 58500.0 0.0 0.0 DVSS mg Slds/l 0.0 0.0 58500.0 0.0 0.0 TDS mg Slds/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 VDS mg Slds/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 DVDS mg Slds/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
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DAILY THROUGHPUTS TOC kg C/d 0.0 0.0 5209.1 16692.5 0.0 COD kg O/d 0.0 0.0 16221.8 62454.4 0.0 ThOD kg O/d 0.0 0.0 16221.8 62454.4 0.0 BODu kg O/d 0.0 0.0 13022.3 56521.3 0.0 BOD5 kg O/d 0.0 0.0 5096.7 0.0 0.0 TKN kg N/d 0.0 0.0 758.9 0.0 0.0 NH3 kg N/d 0.0 0.0 758.9 0.0 0.0 NO3/NO2 kg N/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TP kg P/d 0.0 0.0 151.8 0.0 0.0 TS kg Slds/d 0.0 0.0 7589.1 0.0 0.0 TSS kg Slds/d 0.0 0.0 7589.1 0.0 0.0 VSS kg Slds/d 0.0 0.0 6830.2 0.0 0.0 DVSS kg Slds/d 0.0 0.0 6830.2 0.0 0.0 TDS kg Slds/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 VDS kg Slds/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 DVDS kg Slds/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 =============================================================================== STREAM NAME S-155 Butter Cart Milk S-123 S-139 SOURCE P-28 P-18 INPUT P-33 P-1 DESTINATION OUTPUT OUTPUT P-33 OUTPUT OUTPUT =============================================================================== STREAM PROPERTIES ACTIVITY U/ml 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TEMP °C 25.0 29.8 25.0 25.0 20.0 PRES bar 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 TOC mg C/l 0.0 51095.8 30712.5 0.0 0.0 COD mg O/l 0.0 190757.6 114660.0 0.0 0.0 ThOD mg O/l 0.0 190757.6 114660.0 0.0 0.0 BODu mg O/l 0.0 133530.3 80262.0 0.0 0.0
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BOD5 mg O/l 0.0 120177.3 72235.8 0.0 0.0 TKN mg N/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 NH3 mg N/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 NO3/NO2 mg N/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TP mg P/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TS mg Slds/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TSS mg Slds/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 VSS mg Slds/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 DVSS mg Slds/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TDS mg Slds/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 VDS mg Slds/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 DVDS mg Slds/l 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 DAILY THROUGHPUTS TOC kg C/d 0.0 6113.2 58499.8 0.0 0.0 COD kg O/d 0.0 22822.7 218399.1 0.0 0.0 ThOD kg O/d 0.0 22822.7 218399.1 0.0 0.0 BODu kg O/d 0.0 15975.9 152879.4 0.0 0.0 BOD5 kg O/d 0.0 14378.3 137591.4 0.0 0.0 TKN kg N/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 NH3 kg N/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 NO3/NO2 kg N/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TP kg P/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TS kg Slds/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TSS kg Slds/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 VSS kg Slds/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 DVSS kg Slds/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 TDS kg Slds/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 VDS kg Slds/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 DVDS kg Slds/d 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 =========================================== STREAM NAME S-144 S-105 SOURCE P-27 P-11 DESTINATION OUTPUT OUTPUT ===========================================
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STREAM PROPERTIES ACTIVITY U/ml 0.0 0.0 TEMP °C 30.0 25.0 PRES bar 1.0 1.0 TOC mg C/l 2978.9 0.0 COD mg O/l 11037.8 0.0 ThOD mg O/l 11037.8 0.0 BODu mg O/l 9934.6 0.0 BOD5 mg O/l 167.8 0.0 TKN mg N/l 25.0 0.0 NH3 mg N/l 25.0 0.0 NO3/NO2 mg N/l 0.0 0.0 TP mg P/l 5.0 0.0 TS mg Slds/l 249.8 0.0 TSS mg Slds/l 249.8 0.0 VSS mg Slds/l 224.8 0.0 DVSS mg Slds/l 224.8 0.0 TDS mg Slds/l 0.0 0.0 VDS mg Slds/l 0.0 0.0 DVDS mg Slds/l 0.0 0.0 DAILY THROUGHPUTS TOC kg C/d 1919.1 0.0 COD kg O/d 7111.0 0.0 ThOD kg O/d 7111.0 0.0 BODu kg O/d 6400.2 0.0 BOD5 kg O/d 108.1 0.0 TKN kg N/d 16.1 0.0 NH3 kg N/d 16.1 0.0 NO3/NO2 kg N/d 0.0 0.0 TP kg P/d 3.2 0.0 TS kg Slds/d 160.9 0.0 TSS kg Slds/d 160.9 0.0 VSS kg Slds/d 144.9 0.0 DVSS kg Slds/d 144.9 0.0
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TDS kg Slds/d 0.0 0.0 VDS kg Slds/d 0.0 0.0 DVDS kg Slds/d 0.0 0.0 **** OVERALL BALANCE Section **** ENVIRONMENTAL LOAD (per Hour) =============================================================================== Environmental Property IN OUT (IN-OUT)/IN (kg/h) (kg/h) (% Reduction) =============================================================================== TOC 2437.490250 3430.017458 -40.719228 COD 9099.963600 12674.430731 -39.280016 ThOD 9099.963600 12674.430731 -39.280016 BODu 6369.974520 9534.299545 -49.675631 BOD5 5732.977068 5949.843746 -3.782793 TKN 0.000000 32.292010 0.000000 NH3 0.000000 32.292010 0.000000 NO3/NO2 0.000000 0.000000 0.000000 TP 0.000000 6.458402 0.000000 TS 0.000000 322.920096 0.000000 TSS 0.000000 322.920096 0.000000 VSS 0.000000 290.628087 0.000000 DVSS 0.000000 290.628087 0.000000 TDS 0.000000 0.000000 0.000000 VDS 0.000000 0.000000 0.000000 DVDS 0.000000 0.000000 0.000000 CaCO3 0.000000 0.000000 0.000000 ===============================================================================
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ENVIRONMENTAL LOAD (per Year) Hours per Year = 7920.0 =============================================================================== Component Name IN OUT (IN-OUT)/IN (kg/year) (kg/year) (% Reduction) =============================================================================== TOC 19304922.780 27165738.269 -40.719 COD 72071711.712 100381491.388 -39.280 ThOD 72071711.712 100381491.388 -39.280 BODu 50450198.198 75511652.394 -49.676 BOD5 45405178.379 47122762.471 -3.783 TKN 0.000 255752.716 0.000 NH3 0.000 255752.716 0.000 NO3/NO2 0.000 0.000 0.000 TP 0.000 51150.543 0.000 TS 0.000 2557527.163 0.000 TSS 0.000 2557527.163 0.000 VSS 0.000 2301774.447 0.000 DVSS 0.000 2301774.447 0.000 TDS 0.000 0.000 0.000 VDS 0.000 0.000 0.000 DVDS 0.000 0.000 0.000 CaCO3 0.000 0.000 0.000 ===============================================================================
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**** COMPONENT FATE Section **** Component Allocation (Per Hour) =============================================================================== Component Name TOTAL OUT AS OUT AS OUT AS IN SOLID WASTE LIQUID WASTE EMISSION (kg/h) (kg/h) (kg/h) (kg/h) =============================================================================== Anions 333.332000 0.000000 292.841184 0.000000 Carb. Dioxide 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 Casein 2249.991000 0.000000 0.000000 0.000000 Cations 249.999000 0.000000 219.630888 0.000000 Cleaning Solven 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 Ethyl Alcohol 0.000000 0.000000 301.327097 0.000000 Fats 3249.987000 0.000000 0.000000 0.000000 Lactose 4083.317000 0.000000 358.800107 0.000000 Nitrogen 13220.306383 0.000000 0.000000 0.000000 Oxygen 4013.428875 0.000000 0.000000 0.000000 Paper 2.782759 0.000000 0.000000 0.000000 Plastic 159.857127 0.000000 0.000000 0.000000 Renin 83.333000 0.000000 0.000000 0.000000 Salts 178.384536 0.000000 0.000000 0.000000 Starter 833.330000 0.000000 0.000000 0.000000 Water 72666.376000 0.000000 41667.931729 0.000000 Whey 499.998000 0.000000 0.000000 0.000000 Yeast 0.000000 0.000000 322.920096 0.000000 --------------- --------------- -------------- -------------- Plant Totals 101824.422681 0.000000 43163.451102 0.000000
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=============================================================================== Component Allocation (Per Year) Hours per Year = 7920.0 =============================================================================== Component Name TOTAL OUT AS OUT AS OUT AS IN SOLID WASTE LIQUID WASTE EMISSION (kg/yr) (kg/yr) (kg/yr) (kg/yr) =============================================================================== Anions 2639989.440 0.000 2319302.179 0.000 Carb. Dioxide 0.000 0.000 0.000 0.000 Casein 17819928.720 0.000 0.000 0.000 Cations 1979992.080 0.000 1739476.634 0.000 Cleaning Solven 0.000 0.000 0.000 0.000 Ethyl Alcohol 0.000 0.000 2386510.610 0.000 Fats 25739897.040 0.000 0.000 0.000 Lactose 32339870.640 0.000 2841696.848 0.000 Nitrogen 104704826.551 0.000 0.000 0.000 Oxygen 31786356.690 0.000 0.000 0.000 Paper 22039.451 0.000 0.000 0.000 Plastic 1266068.449 0.000 0.000 0.000 Renin 659997.360 0.000 0.000 0.000 Salts 1412805.529 0.000 0.000 0.000 Starter 6599973.600 0.000 0.000 0.000 Water 575517697.920 0.000 330010019.294 0.000 Whey 3959984.160 0.000 0.000 0.000 Yeast 0.000 0.000 2557527.163 0.000 --------------- --------------- -------------- -------------- Plant Totals 806449427.630 0.000 341854532.728 0.000 ===============================================================================
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**** SARA 313 CHEMICALS Section **** ENVIRONMENTAL LOAD (per Hour) =============================================================================== Component Name IN OUT AS WASTE (IN-OUT) (kg/h) (kg/h) (kg/h) =============================================================================== --------------- --------------- --------------- Plant Totals 0.000000 0.000000 0.000000 =============================================================================== ENVIRONMENTAL LOAD (per Year) Hours per Year = 7920.0 =============================================================================== Component Name IN OUT AS WASTE (IN-OUT) (kg/year) (kg/year) (kg/year) =============================================================================== ------------------ ------------------ ------------------ Plant Totals 0.000 0.000 0.000 =============================================================================== **** 33/50 CHEMICALS Section **** ENVIRONMENTAL LOAD (per Hour) =============================================================================== Component Name IN OUT AS WASTE (IN-OUT) (kg/h) (kg/h) (kg/h) =============================================================================== Anions 333.332000 292.841184 40.490816 Casein 2249.991000 0.000000 2249.991000
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Cations 249.999000 219.630888 30.368112 Cleaning Solven 0.000000 0.000000 0.000000 Lactose 4083.317000 358.800107 3724.516893 Paper 2.782759 0.000000 2.782759 Plastic 159.857127 0.000000 159.857127 Renin 83.333000 0.000000 83.333000 Salts 178.384536 0.000000 178.384536 Starter 833.330000 0.000000 833.330000 Water 72666.376000 41667.931729 30998.444271 Whey 499.998000 0.000000 499.998000 --------------- --------------- --------------- Plant Totals 81340.700423 42539.203908 38801.496514 =============================================================================== ENVIRONMENTAL LOAD (per Year) Hours per Year = 7920.0 =============================================================================== Component Name IN OUT AS WASTE (IN-OUT) (kg/year) (kg/year) (kg/year) =============================================================================== Anions 2639989.440 2319302.179 320687.261 Casein 17819928.720 0.000 17819928.720 Cations 1979992.080 1739476.634 240515.446 Cleaning Solven 0.000 0.000 0.000 Lactose 32339870.640 2841696.848 29498173.792 Paper 22039.451 0.000 22039.451 Plastic 1266068.449 0.000 1266068.449 Renin 659997.360 0.000 659997.360 Salts 1412805.529 0.000 1412805.529 Starter 6599973.600 0.000 6599973.600 Water 575517697.920 330010019.294 245507678.626 Whey 3959984.160 0.000 3959984.160 ------------------ ------------------ ------------------ Plant Totals 644218347.349 336910494.955 307307852.394 ===============================================================================
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**** SOLID WASTE Section **** Part 1 : Stream By Stream =============================================================================== Composition Component Flow Annual Comp.Flow % (kg/h) (kg/year) -------------- ----------------- Plant Totals 0.000000 0.000 =============================================================================== Part 2 : Component By Component =============================================================================== Stream Component Flow Annual Comp.Flow Prct (kg/h) (kg/year) % -------------- ----------------- Plant Totals 0.000000 0.000 =============================================================================== **** LIQUID WASTE Section **** Part 1 : Stream By Stream ===============================================================================
Composition Component Flow Annual Comp.Flow % (kg/h) (kg/year) Liq Waste 1 ------------------ Anions 0.024810 2.843118 22517.497 Carb. Dioxide 0.000000 0.000000 0.000 Casein 0.000000 0.000000 0.000
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Cations 0.018607 2.132339 16888.123 Cleaning Solven 0.000000 0.000000 0.000 Ethyl Alcohol 0.000000 0.000000 0.000 Fats 0.000000 0.000000 0.000 Lactose 0.000000 0.000000 0.000 Nitrogen 0.000000 0.000000 0.000 Oxygen 0.000000 0.000000 0.000 Paper 0.000000 0.000000 0.000 Plastic 0.000000 0.000000 0.000 Renin 0.000000 0.000000 0.000 Salts 0.000000 0.000000 0.000 Starter 0.000000 0.000000 0.000 Water 99.956583 11454.660616 90720912.081 Whey 0.000000 0.000000 0.000 Yeast 0.000000 0.000000 0.000 ---------- -------------- ----------------- Totals 100.000000 11459.636073 90760317.700 Liq Waste 2 ----------------- Anions 0.623901 30.418385 240913.609 Carb. Dioxide 0.000000 0.000000 0.000 Casein 0.000000 0.000000 0.000 Cations 0.467926 22.813789 180685.207 Cleaning Solven 0.000000 0.000000 0.000 Ethyl Alcohol 3.334702 162.583834 1287663.968 Fats 0.000000 0.000000 0.000 Lactose 0.771922 37.635147 298070.363 Nitrogen 0.000000 0.000000 0.000 Oxygen 0.000000 0.000000 0.000 Paper 0.000000 0.000000 0.000 Plastic 0.000000 0.000000 0.000 Renin 0.000000 0.000000 0.000 Salts 0.000000 0.000000 0.000 Starter 0.000000 0.000000 0.000
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Water 88.315789 4305.847301 34102310.621 Whey 0.000000 0.000000 0.000 Yeast 6.485759 316.213988 2504414.787 ---------- -------------- ----------------- Totals 100.000000 4875.512444 38614058.554
S-144 ----------------- Anions 0.967559 259.579681 2055871.073 Carb. Dioxide 0.000000 0.000000 0.000 Casein 0.000000 0.000000 0.000 Cations 0.725669 194.684761 1541903.305 Cleaning Solven 0.000000 0.000000 0.000 Ethyl Alcohol 0.517153 138.743263 1098846.642 Fats 0.000000 0.000000 0.000 Lactose 1.197112 321.164960 2543626.485 Nitrogen 0.000000 0.000000 0.000 Oxygen 0.000000 0.000000 0.000 Paper 0.000000 0.000000 0.000 Plastic 0.000000 0.000000 0.000 Renin 0.000000 0.000000 0.000 Salts 0.000000 0.000000 0.000 Starter 0.000000 0.000000 0.000 Water 96.567510 25907.423812 205186796.592 Whey 0.000000 0.000000 0.000 Yeast 0.024996 6.706108 53112.377 ---------- -------------- ----------------- Totals 100.000000 26828.302585 212480156.473 -------------- ----------------- Plant Totals 43163.451102 341854532.728
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=============================================================================== Part 2 : Component By Component =============================================================================== Stream Component Flow Annual Comp.Flow Prct (kg/h) (kg/year) % Anions ---------------- Liq Waste 1 2.843118 22517.497 0.97 Liq Waste 2 30.418385 240913.609 10.39 S-144 259.579681 2055871.073 88.64 -------------- ----------------- --------- Totals 292.841184 2319302.179 100.00 Cations ---------------- Liq Waste 1 2.132339 16888.123 0.97 Liq Waste 2 22.813789 180685.207 10.39 S-144 194.684761 1541903.305 88.64 -------------- ----------------- --------- Totals 219.630888 1739476.634 100.00 Ethyl Alcohol ---------------- Liq Waste 1 0.000000 0.000 0.00 Liq Waste 2 162.583834 1287663.968 53.96 S-144 138.743263 1098846.642 46.04 -------------- ----------------- --------- Totals 301.327097 2386510.610 100.00
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Lactose ---------------- Liq Waste 1 0.000000 0.000 0.00 Liq Waste 2 37.635147 298070.363 10.49 S-144 321.164960 2543626.485 89.51 -------------- ----------------- --------- Totals 358.800107 2841696.848 100.00 Water ---------------- Liq Waste 1 11454.660616 90720912.081 27.49 Liq Waste 2 4305.847301 34102310.621 10.33 S-144 25907.423812 205186796.592 62.18 -------------- ----------------- --------- Totals 41667.931729 330010019.294 100.00 Yeast ---------------- Liq Waste 1 0.000000 0.000 0.00 Liq Waste 2 316.213988 2504414.787 97.92 S-144 6.706108 53112.377 2.08 -------------- ----------------- --------- Totals 322.920096 2557527.163 100.00 -------------- ------------------ Plant Totals 43163.451102 341854532.728
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=============================================================================== **** EMISSIONS Section **** Part 1 : Stream By Stream
===============================================================================
Composition Component Flow Annual Comp.Flow % (kg/h) (kg/year) -------------- ----------------- Plant Totals 0.000000 0.000 ===============================================================================
Part 2 : Component By Component
===============================================================================
Stream Component Flow Annual Comp.Flow Prct (kg/h) (kg/year) % -------------- ----------------- Plant Totals 0.000000 0.000 ===============================================================================
**** HAZARDOUS STREAMS Section **** Part 1 : Stream By Stream
=============================================================================== Composition Component Flow Annual Comp.Flow % (kg/h) (kg/year) -------------- ----------------- Plant Totals 0.000000 0.000 ===============================================================================
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Part 2 : Component By Component
=============================================================================== Stream Component Flow Annual Comp.Flow Prct (kg/h) (kg/year) % -------------- ----------------- Plant Totals 0.000000 0.000 =============================================================================== **** POLLUTION INDICES Section **** **************************************** * * * Waste-to-Main-Revenue-Stream Indices * * * **************************************** Main Revenue : Cheese Block (18 kg) (in Cheese) Total Waste ------------------- = 87.075 Main Revenue Stream Solid Waste ------------------- = 0.000 Main Revenue Stream
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Liquid Waste ------------------- = 87.075 Main Revenue Stream Emissions ------------------- = 0.000 Main Revenue Stream **************************************** * * * Waste-to-Raw-Materials Indices * * * **************************************** Total Waste --------------- = 0.424 Raw Materials Solid Waste --------------- = 0.000 Raw Materials Liquid Waste --------------- = 0.424 Raw Materials Emissions --------------- = 0.000 Raw Materials
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CAPITULO IV
DISCUSION DE RESULTADOS
4.1.- Balance de Materiales.-
De los reportes del balance de materiales podemos
resumir la siguiente tabla, la cual proporciona información sobre los
requerimientos de materias primas para todo el flowsheet. Las
cantidades son dadas en kg/año, kg/hora, y kg/MP Entity (MP
Entity = Producto Principal Entity = 18 kg de queso por bloque).
Tabla Nº 08: Requerimiento de Materias Primas para el
Flowsheet
Materias Primas kg/Año kg/Hora kg/MP Entity
Iniciador 65,999.74 8.333 1.681
Cuajo 6,599.97 0.833 0.168
Sal 14,128.06 1.784 0.360
Leche 6,599,973.60 833.330 168.109
Aire 1,232,270.08 155.590 31.387
Flowsheet Total 7,918,971.44 99,987.0 201.706
4.2.- Impacto Ambiental.-
La siguiente tabla muestra el resumen del reporte
de Impacto Ambiental. Esta proporciona información de la cantidad
de cada componente entrando, y despliega la cantidad final en las
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corrientes de residuos. Para este proceso, la utilización de la
Lactosa es alrededor del 91%.
En términos de agua, alrededor del 61% del agua
entrando (contenida en la leche) sale en las corrientes de residuos.
El resto es recuperada como agua desmineralizada (alrededor del
33.5% del total) o permanece en los productos finales (como agua
contenida en el queso y mantequilla). En conjunto, la planta es
realmente efectiva desde un punto de vista de impacto ambiental.
Tabla Nº 09: Resumen del Reporte de Impacto Ambiental
ENTRADA SALIDA COMO Componente TOTAL LIQUID RESIDUAL (kg/h) (kg/h)
Aniones 3.333 3.112 Caseína 22.500 0.000 Cationes 2.500 2.334 Alcohol Etílico 0.000 3.202 Grasas 32.500 0.000 Lactosa 40.833 3.812 Nitrógeno 119.356 0.000 Oxigeno 36.234 0.000 Papel 0.039 0.000 Plástico 0.123 0.000 Cuajo 0.833 0.000 Sal 178.4 0.000 Iniciador 8.333 0.000 Agua 726.664 443.355 Suero 5.000 0.000 Levadura 0.000 3.431
TOTALES 1,000.030 459.250
4.3.- Análisis de Costos y Evaluación Económica.-
Los resultados del análisis de costos para todo el
flowsheet son mostrados a continuación. La tabla da una visión
general del impacto económico total de la planta, incluyendo la
inversión de capital total, ganancias anuales, y tasa de rendimiento.
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Tabla Nº 10: Impacto Económico Total de la Planta
INVERSION TOTAL DE CAPITAL 1,158,550 $
COSTOS DE OPERACION 1,733,530 $/año
PRODUCTION RATE 39,260 Entities/año de queso
COSTO UNITARIO DE PRODUCCION 44.16 $/Entity de queso
INGRESOS TOTALES 2,664,430 $/year
UTILIDAD BRUTA 34.94 %
RETORNO SOBRE LA INVERSION 56.18 %
TIEMPO DE REPAGO 1.78 years
TIR DESPUES DE IMPUESTOS 46%
VPN (a 7.0 % de interés) 3,582,580 $
Entity = Bloque de queso (18 kg)
Para calcular las ganancias para este proceso, los
siguientes precios fueron asumidos para el producto y los
subproductos de la planta: El queso se vende a $2.5/kg ($45 /
bloque), mantequilla se vende a $2/kg (la caja de cartón $80), WPC
se vende a $0.89/kg ($20 / bolsa) y el etanol se vende a $0.9/kg. La
tabla siguiente muestra los ingresos anuales generados por estos
productos.
Tabla Nº 11: Ingresos Anuales generados al año
INGRESO POR ($/year)
Queso 1 766,700
WPC 44,080
Etanol 94,010
Mantequilla 759,640
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CONCLUSIONES
1. Es factible Simular una planta para industrializar la Leche
2. El suero de leche que habitualmente se elimina en las queserías, tiene
proteína la cual se puede recuperar por ultrafiltración.
3. El Simulador SuperPro Designer es una poderosa herramienta que
nos facilita los cálculos de balance de materiales, evaluación
económica e impacto ambiental.
4. Según los cálculos económicos, es rentable la instalación de una
planta integrada para industrializar la leche y obtener queso,
mantequilla, WPC y etanol. La rentabilidad del proyecto lo da la Tarifa
Interna de Retorno (TIR) la cual es de 46 %
5. Desde el punto de vista del impacto ambiental, de acuerdo a los
cálculos de impacto ambiental realizados por el simulador, no se
produce impacto negativo sobre el ambiente y las emisiones son cero.
6. Mediante el uso del simulador SuperPro Designer se puede
rápidamente efectuar los cálculos en caso de disminución de la
cantidad de materia prima, variación en el costo de materia prima,
variación en el costo de mano de obra, fluctuación en el precio de
venta de los productos, cambio en la tasa de interés, etc., lo cual nos
permite determinar el grado de rentabilidad actual.
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RECOMENDACIONES
1. Hacer un estudio de la disponibilidad de materia prima para poder
dimensionar una planta en el caso de querer instalar una planta en un
determinado lugar y simular el proceso con la cantidad de leche
disponible.
2. Hacer un ajuste en los costos de equipos ya que hay algunos que se
pueden fabricar en el país, lo cual disminuye su costo y aumentaría la
rentabilidad del proyecto.
3. Tomar los costos actuales de la leche y derivados par simular el
proceso.
4. Ampliar el uso de los simuladores de procesos en la enseñanza de
Ingeniería Química, ya que son una herramienta indispensable para
los cálculos de procesos nuevos o en operación.
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BIBLIOGRAFIA
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