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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE
HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y METALÚRGIA
ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE INGENIERÍA
AGROINDUSTRIAL
DISEÑO DE UNA PLANTA DE EXTRACCION DE PRICIPIOS ACTIVOS DE UÑA
DE GATO
CURSO : DISEÑO DE PLANTAS AGROINDUSTRIALES
DOCENTE : Ing. MALAGA JUÁRES JORGE
PRESENTADO POR : CASTRO ROMERO JIMMY ALI
: CCORAHUA NUÑEZ EDGAR
: MISARAYME ENCISOMARCOS
AYACUCHO - PERÚ 2011
ÍNDICE.
CAPITULO I ..........................................................................................................1
ESTUDIO DE LA MATERIA PRIMA ......................................................................1
1.1. UÑA DE GATO ........................................................................................1
CLASIFICACIÓN TAXONÓMICA ..........................................................................2
DESCRIPCION MACROMORFOLOGICO DE LA FAMILIA ..................................3
DESCRIPCIÓN MACROMORFOLOGICA DE LA” UÑA DE GATO” .....................3
1.2. DISTRIBUCIÓN GEOGRAFICA ...............................................................5
1.3. USO TRADICIONAL DE LA “Uña De Gato” .............................................5
1.7. CARACTERISTICAS DE LA UÑA DE GATO ................................................6
1.7.1.CARACTERISTICA DE LA PLANTA ............................................................6
1.7.2. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DEL EXTRACTO DE UÑA DE GATO ........7
1.8. COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA UNCARIA TOMENTOSA (Willd) DC. ......7
1.9: ESTUDIOS FARMACOLÓGICOS EN LA Uncaria Tomentosa ......................9
1.10. ESTACIONALIDAD Y ALMACENAJE ....................................................... 10
1.11. PRODUCCIÓN Y POTENCIALIDADES ..................................................... 11
1.12. DEMANDA DE LA MATERIA PRIMA ......................................................... 12
1.13. COMERCIALIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA ....................................... 13
1.14. PRECIO ...................................................................................................... 13
CAPITULO II ....................................................................................................... 14
ESTUDIO DE MERCADO ................................................................................... 14
2.1. DEFINICION DEL AREA GEOGRAFICA. .................................................... 14
2.2. NORMAS. ..................................................................................................... 15
2.3. ESPECIFICACIONES TECNICAS ............................................................... 15
2.4. ESTUDIO DE LA OFERTA ........................................................................... 16
2.5. NOMENCLATURA ARANCELARIA ............................................................. 16
2.6. IDENTIFICACIÓN DE LOS PRINCIPALES PRODUCTORES ..................... 17
2.7. EXPORTACION NACIONAL. ....................................................................... 18
2.8. OFERTA APARENTE DEL UÑA DE GATO EN POLVO .............................. 18
2.9. PROYECCION APARENTE DE LA OFERTA DEL EXTRACTO EN POLVO
DE UÑA DE GATO. ............................................................................................. 20
2.10. ESTUDIO DE LA DEMANDA. .................................................................... 21
2.11. PRINCIPALES PAISES DEMANDANTES DE UÑA DE GATO .................. 21
2.10. IDENTIFICACION DE LAS PRINCIPALES EMPRESAS DEMANDANTES22
2.12. DEMANDA DEL EXTRACTO DE UÑA DE GATO EN POLVO. ................. 22
2.13. PROYECCION DELA DEMANDA DEL EXTRACTO DE UÑA DE GATO
EN POLVO. ......................................................................................................... 23
2.14. BALANCE DEMADA OFERTA. .................................................................. 24
2.14.1. BALANCE DE OFERTA – DEMANDA DEL EXTRACTO DE UÑA DE
GATO EN POLVO ............................................................................................... 24
CAPITULO III ...................................................................................................... 26
TAMAÑO Y LOCALIZACION .............................................................................. 26
3.1 TAMAÑO DE LA PLANTA. ............................................................................ 26
3.1.1 RELACIÓN TAMAÑO - MERCADO ........................................................... 26
3.1.2 RELACIÓN TAMAÑO- MATERIA PRIMA. ................................................. 27
3.1.3. TAMAÑO - TECNOLOGIA ........................................................................ 28
3.1.4 TAMAÑO - FINACIAMIENTO ..................................................................... 28
3.1.5 TAMAÑO DE PLANTA PROPUESTO. ....................................................... 29
3.2.LOCALIZACIÓN ............................................................................................ 29
3.2.1. MACROLOCALIZACIÓN ........................................................................... 29
3.2.2. FACTORES DE LOCALIZACIÓN CUANTITATIVOS ................................ 30
3.2.2.1. MATERIA PRIMA ................................................................................... 30
3.2.2.2. MANO DE OBRA.................................................................................... 30
3.2.2.3 ENERGÍA ELÉCTRICA ........................................................................... 31
3.2.2.4. AGUA. .................................................................................................... 32
3.2.2.5. MERCADO ............................................................................................. 32
3.2.2.6. TRANSPORTE ....................................................................................... 32
3.2.2.7. TERRENO .............................................................................................. 33
3.2.3 FACTORES DE LOCALIZACIÓN CUALITATIVO. ..................................... 34
3.2.3.1 POLÍTICA DE DESCENTRALIZACIÓN ................................................... 34
3.2.3.2. CLIMA .................................................................................................... 34
3.2.4. LOCALIZACIÓN PROPUESTA DE LA PLANTA ....................................... 35
3.2.4.1 ALTERNATIVAS DE LOCALIZACIÓN. ................................................... 35
3.2.4.2 FACTORES DE LOCALIZACION Y COEFICIENTES DE
PONDERACION. ................................................................................................. 35
3.2.4.3 ESCALA DE CALIFICACION. ................................................................. 36
3.2.4.4. EVALUACIÓN DE LA MULTIPLICATORIA ............................................ 37
3.2.4.4. ELECCCION DE LOCALIZACION ......................................................... 38
CAPITULO IV ...................................................................................................... 39
DISEÑO DEL PROCESO PRODUCTIVO. ......................................................... 39
4.1. DESCRIPCIÓN DE PROCESO PRODUCTIVO. .......................................... 42
4.2. BALANACE DE MATERIA Y ENERGIA. ...................................................... 44
4.2.1. BALANCE DE MATERIA. .......................................................................... 45
4.2.2. BALANCE DE ENERGIA EN EL TANQUE DE EXTRACCION ................. 48
4.2.1.1. FLUJO DE MATERIALES QUE INGRESA AL EXTRACTOR ... 48
4.2.1.2. ECUACION GENERAL DE BALANCE DE ENERGIA. ............ 48
4.2.1.5. CALCULO DEL ÁREA EXTERNO DEL MATERIAL UTILIZADO
EN EL TANQUE DE EXTRACCIÓN .................................................................... 51
4.2.1.6. CALOR TOTAL PERDIDO EN SUS DIFERENTES FORMAS .. 53
4.2.1.7. CALOR TOTAL NETO (QTOTAL) ................................................ 53
4.2.2. VAPOR TOTAL REQUERIDO EN LA CALEFACCION DE LA
CHAQUETA ........................................................................................................ 53
4.2.3. BALANCE DE ENERGIA EN EL EVAPORADOR. .......................... 54
4.2.3.1. ECUACIÓN DE BALANCE DE ENERGÍA Y CALCULO DE
VAPOR DEL SISTEMA DE CALENTAMIENTO. ................................................. 55
4.3. DISEÑO DE EQUIPO „TANQUE DE EXTRACCION‟ ............................. 57
4.3.1. CALCULO DE VOLUMEN: .............................................................. 57
4.3.2. DIMENSIONES DEL TANQUE DE EXTRACCIÓN: ........................ 58
4.3.3. CALCULO DE ESPESOR DE LA CHAQUETA: .............................. 60
4.4. ESPECIFICACIÓN Y SELECCIÓN DE MAQUINARIAS Y EQUIPOS ... 61
4.4.1. LIXIVIADOR REACTOR ENCHAQUETADO ................................... 61
4.4.2. TINA DE TAMIZADO ....................................................................... 62
4.4.3. MOLINO DE MARTILLO .................................................................. 62
4.4.4. EVAPORADOR - CONDENSADOR ENFRIADOR ........................ 62
4.4.5. ATOMIZADOR ................................................................................. 63
4.4.6. BOMBAS ......................................................................................... 63
4.4.7. FILTRO DE PRENSA ...................................................................... 64
4.4.8. CALDERO ....................................................................................... 64
4.4.9. EQUIPO DE INTERCAMBIO IONICO ............................................. 64
4.4.10. TANQUE DE ALMACENAMIENTO CON CHAQUETA ................... 64
4.4.11. TANQUE DE DOSIFICACION ......................................................... 65
4.4.12. TANQUE PARA EXTRACTO CONCENTRADO .............................. 65
4.4.13. EN ALMACEN ................................................................................. 65
CAPITULO V ....................................................................................................... 66
INSTALACIONES DE TUBERÍAS DE VAPOR, INSTALACIONES
ELÉCTRICAS E ILUMINACIÓN .......................................................................... 66
5.1. TUBERIAS DE VAPOR: ......................................................................... 66
5.1.1. VISTA FRONTAL Y SUPERIOR DE LOS EQUIPOS QUE
DEMANDADAN VAPOR. .................................................................................... 66
5.1.2. DETERMINACIÓN DE DIÁMETRO ADECUADO PARA (CALDERO-
LIXIVIADOR Y LIXIVIADOR-EVAPORADOR). ................................................... 67
5.2. INSTALACIONES ELÉCTRICAS. .......................................................... 68
5.2.1. CONSIDERACIONES PARA LAS INSTALACIONES: ..................... 68
5.2.1.1. LÍNEA DE INGRESO A LA PLANTA .................................................. 68
5.2.1.2. TRANSFORMADOR ................................................................. 68
5.2.1.3. TABLERO GENERAL ............................................................................. 69
5.2.1.3. REDES Y DISTRIBUCIÓN ........................................................ 69
5.2.2. CÁLCULO DE INTENSIDAD DE CARGA PARA MOTORES .......... 69
5.2.3. CÁLCULO DE LA INTENSIDAD DE ILUMINACIÓN. ...................... 73
5.2.4. .-cálculo de la intensidad de equipos ............................................... 75
CAPITULO VI ...................................................................................................... 76
INSTALACIONES SANITARIAS Y DRENAJE .................................................... 76
6.1. INSTALACIONES DE AGUA POTABLE ............................................... 76
6.2. INSTALACIONES SANITARIAS Y DRENAJE. ..................................... 76
6.3. VALORES DE PROXIMIDAD ................................................................. 78
6.4. RAZONES .................................................................................................... 78
6.4. TABLA RELACIONAL .................................................................................. 79
6.4. DIAGRAMA RELACIONAL DE ACTIVIDADES Y/O RECORRIDO ........ 79
6.5. SIMBOLOS:GRAFICA DE PARES ORDENADOS ............................. 80
6.6. DIAGRAMA RELACIONAL DE ESPACIO .................................................... 81
6.7. DISPOSICION IDEAL................................................................................... 82
6.8. DISPOSICION PRÁCTICA ........................................................................... 83
6.9. DISPOCION EN PLANO. ............................................................................. 83
ANEXO ................................................................................................................ 84
~ 1 ~
CAPITULO I
ESTUDIO DE LA MATERIA PRIMA
1.1. UÑA DE GATO
La “uña de gato” es una planta nativa propia de los bosques tropicales
sudamericanos. Actualmente la “uña de gato” es conocida mundialmente por
las propiedades medicinales que contiene.
La „uña de gato” es una liana o bejuco que crece en tierras planas que se les
denominan hidrofiticas, pues se inundan en épocas de lluvias. En la mayoría de
los casos ocupa el dosel superior debido a los arboles dominantes que le sirven
de tutores. Que se puede observar en la figura 1,1.
Se reconoce por sus hojas acorazonadas, sus espinas en forma de garras de
gato y sus flores blancas – amarillas y frutos capsulares. Al cortarlas, brotan de
chorros de agua agradable al gusto.
Los especialistas en medicina natural recomiendan esta planta para curar
heridas, clamar dolores de hueso y ayudar a la recuperación de las mujeres
después del parto. Asimismo, alivia el reumatismo, la artritis, las ulceras, y
diversos especialistas continúan investigando para el tratamiento del SIDA y el
CÁNCER.
~ 2 ~
La “uncaria tomentosa” posee propiedades antiinflamatorias, antitumoral y
refuerza el sistema inmunológico. En el caso del cáncer se ha observado que la
” uña de gato”, además de ejercer una acción cancerostatica y desinflamatoria,
alivia significativamente los efectos secundarios de la quimioterapia. Se han
identificado seis alcaloides que podrían ser los responsables del poder curativo
de la planta. Además la planta contiene taninos, glicosidos y Triterpenos.
FIGURA 1.1:PLANTA” UÑA DE GATO”
CLASIFICACIÓN TAXONÓMICA
Según el sistema de clasificación taxonómica de de ADOLT. ENGLER,
modificado por HANS MELEHIOR en 1964 (Cerrate de Ferreira, Emma –
Perú, 1964), su clasificación taxonómica es la siguiente cuadro 1.1.
CUADRO 1.1: CLASIFICACIÓN TAXONOMICA
División : Angiospermas
Clase :Dicotiledóneas
Subclase :Metaclamídeas
(simpétalas) Orden Gentianales
Familia Rubiáceae
Genero Uncaria
Especie Uncaria tomentosa (Willd)
DC. Nombre común ” Uña de gato”
~ 3 ~
DESCRIPCION MACROMORFOLOGICO DE LA FAMILIA
La familia Rubiáceae es grande, pan tropical, se consideran alrededor de 7000
especies, los miembros de esta familia crecen como arboles o arbustos, a
veces como enredaderas trepadoras. Hojas enteras, opuestas, algunas veces
verticiladas. La inflorescencia son de característica cimosa, con frecuencia se
presentan mimosos – paniculadas, hermafroditas regulares de simetría radial,
principalmente actinoforma, pocos son zigomorfas o bilabiadas. el cáliz con
frecuencia tetra o penta lobuladas. Las anteras principalmente dehiscentes,
frutos capsulares. (Soukup., 1973; Bravo., 01993; Ferreira. R., 1994;
Obregón, V. L. 1997).
DESCRIPCIÓN MACROMORFOLOGICA DE LA” UÑA DE GATO”
UNCARIA: proviene del latín, uncus, que significa gancho, en alusión a las
espinas recurvadas, ver la figura 1.2.
FIGURA 1.2: RAMA DE UNCARIA TOMENTOSA (WILLD) DC.
TOMENTOSA: proviene de la presencia de vellosidades finas en la vez de las
hojas de manera tomentosa (textura membranosa). (Delgado H. S. 1998).
~ 4 ~
La descripción botánica y la sistematización se extrajeron de los autores:
(Gentry, h, Alwyn., 1993; Teppner. H y Keplinger., 1994; obregón. V, l,
1995).
A:) Conformación.- es un gran arbusto, trepador, que sube a los arboles
aledaños a su recinto, formando enredaderas frecuentes en el espesor de la
selva. Llegan a medir hasta 20 m de altura aproximadamente. Con espinas
recurvas (pedúnculos estériles).
B: ) Hoja.- simple oblonga, aovada, opuestas, ápice aguda base obtusa, borde
entero, haz glabro de color verde, envés verde opaco con presencia de
tomentos, textura membranosa, peciolo corto, nerviación peinatinervia,
presencia de estipula interpeciolar y espinas macizas leñosas ubicadas en las
axilas de las hojas.
C: ) Tallo.- liana de hasta 20 m de longitud con ramas jóvenes cuadrangulares,
leñosas, con escasa estria longitudinales; presenta exudado acuoso siendo de
sabor levemente astringente.
D: ) Corteza Interna.- fisurada, con presencia de retidiomas y líquenes, color
grisáceo o blanquecino.
E: ) Corteza Externa.- textura fibrosa - laminar, color jaspeado de marron –
crema.
F:) inflorescencia.- en racimo de de hasta en cabezuelas, siendo axilares y/o
terminales.
G: ) Flor.- hermafroditas y actinoforma, sésil; caliz gamopétalo, fusiforme con 5
lobulos; corola amarillenta, gamopétala, estambres sésiles, con anteras
ablondas, ovario ínfero bilocular; pistilo lineal.
H: ) Fruto.- capsula septecida en dos valvas bilocular, angostamente oblonda
aovada, carpelos con piliocidad blanca.
I: ) Semilla.- pocas o numerosas con testa prolongada en ambas
extrememidades, dicotiledónea, fusifomre halad, menbranosos (obregón v.
lida., 1997 y delgado h. Silvia y col, 1998).
~ 5 ~
J: ) Raíz.- típica cilíndrica, con segmentos papilosos.
1.2. DISTRIBUCIÓN GEOGRAFICA
En el continente americano ha sido hallada en panamá (bocas del toro),
Guatemala, honduras, Venezuela, Colombia (choco), ecuador. En el Perú
Loreto, desembocadura del rio Santiago; Junín: chanchamayo; Pasco:
Oxapampa, pozuzo; Cuzco: la convención, paucartambo; Ayacucho: valle del
rio Apurímac y ene. Por otro lado se señala que la distribución de la uncaria
tomentosa, es mas restringida y prefiere zonas mas altas y se desarrollan en
suelos orgánicos entre 300 a 995 m.s.n.m. con condiciones de clima con una
temperatura ambiental mínima de 18.5 ºC y temperatura ambiental máximo de
30.7ºC.
1.3. USO TRADICIONAL DE LA “Uña De Gato”
La composición florística de la amazonia peruana y en especial la selva
ayacuchana, es poseedora de una rica y variada biodiversidad, con un
potencial económico, con grandes posibilidades de encontrar sustancias
(moléculas), naturales con actividad antioxidante, como es la “uña de gato”.
Esta especie se usa en la medicina tradicional peruana, en el tratamiento del
cáncer, gastritis, ulceras gástricas, diabetes, asma, procesos virales,
reumatismo, artritis, artrosis, ciertas enfermedades epidérmicas, inflamaciones
de las vías urogenitales y en los estados de covalencia y debilidad general; su
consumo en el país y en muchos otros se ha incrementado notablemente en
los últimos años por la propiedad que la tribuye. (Arellano, P., 1994).
Varias investigaciones realizadas en el extranjero, validan el uso tradicional de
esta fitomedicina, sobre todo de su actividad antioxidante (desmarchelier., a,
1997), acción antiinflamatoria (Rizzi Y Cols., 1993), propiedad inmune
estimulante (Laus Y Keplinger); por la que constituye una alternativa
terapéutica con menores efectos adversos en los tratamientos de la
fisiopatologías diversas.
~ 6 ~
1.7. CARACTERISTICAS DE LA UÑA DE GATO
1.7.1.CARACTERISTICA DE LA PLANTA
A:) CORTEZA Y TALLO
Forma : Arbusto, puede alcanzar hasta 19 – 25
metros.
Superficie externa : Sin pelos
Color : Marrón claro
Olor : Poco apreciable
B:) HOJAS
Forma : Simple alargadas
Textura : Suave
Superficie : Con pelos
Color : Verde claro
Olor : Poco apreciable
Dimensiones : 10 – 15 cm.
C:) FLORES
Estado de desarrollo :maduro
Color : amarillo anaranjado brillante
Peculiaridades : tubulares en forma de copos.
~ 7 ~
1.7.2. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DEL EXTRACTO DE UÑA DE
GATO
A:) CARACTERÍSTICAS ORGANOLÉPTICAS.
El extracto de uña de gato (uncaria tomentosa) (Willd) DC. Presenta las
siguientes características organolépticas:
Olor : Aromático débil
Sabor : Produce sensación de cierto amargor en la boca y es
ligeramente ardiente en el estomago.
Color : marrón pálido.
B:) SOLUBILIDAD.
El extracto de uña de gato es soluble en agua y alcohol de 70º en
una proporción 10 5 o mas.
Peso Especifico; el extracto de (uncaria tomentosa) (Willd) DC.
Posee un peso específico igual a 0.9371 a una temperatura de
18ºC.
Índice De Refracción; El extracto de (uncaria tomentosa) (Willd)
DC. tiene un índice de refracción igual a 1.4775 a la temperatura
de 20 ºC
1.8. COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA UNCARIA TOMENTOSA (Willd) DC.
La Doctora Soledad Montenegro De Mata, (1967) quien realizo una
investigación seria de la uncaria tomentosa, con la colaboración de un grupo de
científicos de la universidad católica el sagrado corazón de roma, Wagner y
Cols (1985) aislaron de las ramas de uncaria tomentosa 6 alcaloides
oxindolicos determinados en base a sus datos espectroscópicos como:
isopteropodina, pteropodina, mitrafilina, isomitrafilina, rinchofilina,
isorinchofilina. Asimismo han realizado un análisis cromatografico por HPCL lo
que permitirá diferenciar a los alcaloides, así como entre varias especies de
uncaria y de drogas preparadas a partir de ellas.
~ 8 ~
Yepes y Lok, o., 1991; Stuppennes y Col., 1992, reportan que la uncaria
tomentosa contiene principalmente glucósidos de ácidos quiruvico, alcaloides
oxindolicos (penta cíclicos y tetra cíclicos) como: pteropodina, isopteropodina,
speciofelina, uncaria f, mitrafilina, isomitrafilina, asa también treterpenoides y
catequizas.
Posteriormente, Laus Y Klaus Keplinger En Austria (1994) presentaron otros
dos métodos por HPLC para la separación y determinación de 8 alcaloides de
la uncaria tomentosa; pteropodina, isopterodina, speciofelina, uncaria f,
mitrafilina, isomitrafilina, rinchofilina e isorinchofilina, en el cuadro 1.2. Se
muestra la composición química de la uncaria tomentosa.
CUADRO 1.2: COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA “Uña De Gato” (Uncaria
Tomentosa) EN 100g DE MUESTRA
COMPONENTE CANTIDAD
Energía 25 cal
Agua 18g
Grasa 2.8g
Cenizas 8.5g
Alcaloides: (isopteropodina, pteropodina,
isomitrafilina, mitrafilina, isorinchofilina,
rinchofilina).
Acido quinovico y esterosidos del acido
quinovico
Compuestos polifelolicos
Triterpenos hidroxilados
FUENTE: Montenegro, m. “Uncaria Sp del Perú (alcaloides y
porciandinas)”, revista química farmacéutico II, habana cuba, 1997.
~ 9 ~
1.9: ESTUDIOS FARMACOLÓGICOS EN LA Uncaria Tomentosa
Keplinger (1982) demostró que el extracto acuoso y etanolico de la uncaria
tomentosa tiene actividad citostatica y antiinflamatoria; Wagner y Col (1982),
demostraron que todos los alcaloides oxindolicos extraídos de la raíz de la
uncaria tomentosa, con excepción de mitrafilina y rinchofilina mostraron un
pronunciado aumento de la fagocitosis, determinados en ensayos in vítreo e in
vivo.
Aquino y Cols (1990, 1991) analizo la actividad antiinflamatoria en cada uno
de los extractos y fracciones no alcaloides utilizando el éter de petróleo,
cloroformo, cloroformo metanol 9:1, metanol y agua, siendo los extractos mas
activos el cloroformo metanol (50 mg/kg P.O) y agua (84 mg/kg peso P.O), los
que produjeron respectivamente 69.2 y 41.2 % de inhibición del edema en 3
horas. Luego realizaron el fraccionamiento del extracto cloroformo – metanol
9:1 usando columnas de shepadex LH – 20, recogiendo fracciones del I y V,
siendo las mas activas de I y la III que produjeron 46.8 y 37.4 % de inhibición
del edema, también en 3 horas utilizando concentraciones de 4.2 y 2.3 mg/kg
respectivamente.
(Rizzi y Cols 1993) realizaron estudios para la determinación de la actividad
mutagenica y antimutagenica de la corteza de uncaria tomentosa, 5 extractos y
6 fracciones diferentes de un extracto cloroformo: metanol, in vítreo e in vivo.
Estos investigadores concluyeron que los extractos de uncaria tomentosa y sus
fracciones, mostraron significativa actividad antimutagenica lo cual puede ser
debido a su propiedad antioxidante, actuando a nivel del oxigeno singlute y
barriendo a los otros oxiradicales generados por los fotoaductos de la mutación
órgano peptidico de ADN (8 – MOP – DNA) que se producen por la acción de
los rayos UV. (Santamaría, 1988). También, el efecto inhibidor in vitrio de la
uncaria tomentosa puede ser debido a un mecanismo antioxidante el cual
puede actuar inhibiendo radicales libres que son mediadores en la
transformación de los pro carcinógenos presentes en el humo del cigarrillo, a
sustancias carcinógenas.
~ 10 ~
Desmarchelier.,a (1997), estudio I, la actividad antioxidante in vítreo de
diferentes extractos de uncaria tomentosa, para determinar el daño oxidativa
inducida por Fe (II) en la desoxirribosa en el DNA, con el objeto de determinar
la actividad antioxidante de los extractos en estudio. La presencia de diferentes
concentraciones de extracto metabólicos de la uncaria tomentosa, disminuyo el
daño oxidativa del material genético.
Sandoval – Chacón (1998), determino las propiedades antiinflamatorias de la
“uña de gato”. Específicamente si el extracto de la corteza protege contra la
oxidación inducida por estrés in vitrio. Concluyendo que la “uña de gato”
protege contra el estrés oxidativa. Estos estudios proveen una evidencia
mecanistica a la creencia ampliamente mantenida que la “uña de gato” es un
efectivo agente antiinflamatorio.
Sheng y Cols (1998), proveen una evidencia directa para explicar las
propiedades antitumorales de los extractos de uncaria tomentosa, vía
mecanismo de inducción selectiva de la apoptosis, existe la inhibición del
crecimiento de las células tumorales por los extractos del uncaria tomentosa.
Blumental (1999), indica que ha habido un incremento considerable en el
interés por esta hierba en norte América y Europa, incluyendo su uso en
pacientes con VIH y cáncer. Sin embargo cabe señalar que la información
etnobotánica es escasa y hay poca literatura para documentar una seguridad
en el uso prolongado. Se requiere reexaminar la toxicidad en estudios de
animales vivos, así como también se requiere mas ensayos clínicos.
1.10. ESTACIONALIDAD Y ALMACENAJE
Se reconoce por sus hojas acorazonadas, sus espinas en forma de garras de
gato y sus flores y semillas. Al cortarlas, brotan chorros de agua agradables al
gusto. La estacionalidad de la producción de “uña de gato” es durante todo el
año.
Para las cosechas se realizan las siguientes actividades:
Se abren los caminos por lo que se transportara el producto hasta el
lugar donde se embarcara en los camiones.
~ 11 ~
Se limpia de malezas el área que rodea la cepa y el tutor, para facilitar el
trabajo.
Se seleccionan las lianas con más de 5 cm de diámetro y se podan los
tutores. Para incrementar la productividad, en casos especiales se tala al
tutor, pero por lo general solo se jala la liana.
Una vez extraída la liana, se corta en porciones de un metro, se limpian los
trozos para eliminar la corteza externa, y la corteza interna se empaca y
transporta en bultos de 30 kg hasta el almacén.
Luego se inicia las fases de secado, selección, embalado para los mercados
finales.
1.11. PRODUCCIÓN Y POTENCIALIDADES
Según los términos de referencia aprobados por el instituto nacional de
recursos naturales (INRENA), solo debemos aprovechar las llanas con
diámetro de 5 cm o mas, para permitir el desarrollo de las llanas mas
pequeñas.
Según la experiencia, en un bosque de una hectárea, ubicado en la comunidad
aguaruna de bajo naranjillo, había 72 lianas de diámetro menores de 3 cm y 64
lianas menores de 5 cm.
La materia prima a utilizar en este trabajo de diseño de planta es la corteza de
la “uña de gato”. Actualmente las instituciones encargadas de llevar las
estadísticas de la producción agrícola así como: INEI y la oficina el ministerio
de agricultura de Ayacucho, no cuentan con información estadísticas sobre la
producción de “uña de gato”, en las provincia de san miguel (valle del rio
Apurímac) y la convención.
Se tiene un trabajo realizado por (Edgar Mendoza, estudio de pre factibilidad
para la producción de mate de uña de gato en Ayacucho), de fuentes
primarias a través de encuestas realizadas en algunas comunidades nativas
representativas de la producción de uña de gato, ubicados al margen derecho
~ 12 ~
del rio Apurímac, para el año 2001 se obtuvo el siguiente resultado, que se
muestra en cuadro 1.3.
CUADRO 1.3: ZONA DE MAYOR PRODUCCIÓN DE UÑA DE GATO (2001)
Zona Superficie
cultivada(Ha)
Rendimiento
(kg/Ha)
Volumen
producción
(TM)
Volumen
producción
U:T (TM)
Volumen
producción
U:G (TM)
La
convección
5.5 967.0 5.35 3.75 1.60
Valle rio
Apurímac
6.0 1000 6.0 4.2 1.8
total 11.5 1967.0 11.35 7.95 3.40
FUENTE: E.F.P: ING. AGROIND. Curso electivo “investigación de mercado”
encuesta directa a persona conocedores de la “uña de gato”
Cabe recalcar que esta información obtenida sobre la producción de la materia
prima agrupa a las variedades de uncaria tomentosa (Willd) D.C. En una
proporción de 70 y 30 % respectivamente.
1.12. DEMANDA DE LA MATERIA PRIMA
Según información de primera fuente (personas que se dedican a la
comercialización de uña de gato), se ha determinado que la uña de gato que
ingresa al mercado local de Ayacucho, es proveniente del valle del rio
Apurímac y de la selva de la convección haciendo un ingreso mensual
promedio de 30 kg/mes.
Hasta la actualidad no se ha reportado el transporte de uña de gato del valle
del rio Apurímac al mercado metropolitano de lima, por tanto la demanda de
uña de gato esta determinado por el volumen colocado en el mercado local de
Ayacucho.
~ 13 ~
Del cuadro 1.3, se tiene una producción anual en el valle del rio Apurímac y la
selva de la convección de 7.95 TM/año de la variedad uncaria tomentosa
(Willd)dc. Para el 2001 y se obtuvo una demanda de 0.36 TM/año, por tanto se
tiene un excedente de producción de 7.59 TM/año, lo que garantiza la
disponibilidad de materia prima.
1.13. COMERCIALIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA
La comercialización de la materia prima de uña de gato esta limitada por ciertos
factores tales como la poca accesibilidad del centro de producción de la uña de
gato, debido a que esta planta crece en sitios accidentales de mucha
vegetación.
El curso que se sigue el proceso de comercialización es de tipo:
Nativo – Comerciante – Consumidor
Brindando mayores beneficios a los comerciantes.
1.14. PRECIO
El precio de la corteza de uña de gato varia según las condiciones
climatológicas del valle del rio Apurímac, la convección es decir en épocas
donde hay poca precipitación fluvial, el costo en la chacra es de s/. 1.00 por
kilogramo de corteza y en épocas de abundante precipitación fluvial el costo se
incrementa a s/. 1.50 por kilogramo de corteza de uña de gato.
El precio promedio en el mercado de huamanga, es de s/. 3.50 por kilogramo
de materia prima para el consumidor.
~ 14 ~
CAPITULO II
ESTUDIO DE MERCADO
2.1. DEFINICION DEL AREA GEOGRAFICA.
El área más representativa, es el área exterior del país, siendo los
consumidores potenciales del extracto en polvo de uña de gato básicamente
países como: EE.UU., Francia, Japón, Alemania, Portugal, Reino Unido,
seguidos de México, República Checa y Austria.
Según información obtenida en Asociación de exportadores del Perú (ADEX),
aproximadamente un 90% de la producción de extracto en polvo de uña de
~ 15 ~
gato es exportada y el resto es consumida en el mercado nacional. Por ello se
deduce que nuestro mercado es proyectado al extranjero.
En el Perú la uña de gato es la planta medicinal comercializada en forma de
capsulas, pastillas, polvo y corteza, pero no tiene una demanda significativa por
ser utilizada en forma no sistematizada y con automedicación.
La presentación del consumo al menudeo es diversa, puede ser bajo la forma
de corteza, viruta, polvo seco, liofilizado, bolsas filtrantes y capsulas.
Su empleo en la medicina tradicional es de larga trayectoria, los peruanos
precolombinos la tenían por mágica y saludable. Los peruanos actuales,
principalmente los campesinos y la clase popular, la toman haciendo una
infusión con la corteza que es una medicina extraordinaria para los males
contra reumatismo y los tumores y otras enfermedades. Los últimos estudios
realizados en Australia, Italia, Alemania, Estados Unidos y en el Perú, han
demostrado que sus componentes ácidos y alcaloides son fuentes de
asombrosa cualidad terapéutica. Su actividad citostática hace de la planta al
parecer un inhibidor de células cancerosas. Al tiempo que el alto incremento de
la actividad fagocitósica la convierte en un poderoso inmunoestimulante,
posibles nuevos fuentes en la lucha contra el sida.
2.2. NORMAS.
Con respectos a las normas técnicas son especificas para cada producto de
uña de gato, en sus diferentes presentaciones y como se trata de productos
medicinales, deben cumplir estas normas respectivas dadas por los
organismos responsables.
En el caso del mercado interno, el ministerio de salud es el encargado de estas
regulaciones y en el caso del mercado internacional la norma del país
comprador prevalece.
2.3. ESPECIFICACIONES TECNICAS
Las especificaciones técnicas para la comercialización del extracto atomizado
de uña de gato en polvo es el siguiente:
~ 16 ~
CUADRO 2.1: ESPECIFICACIONES TECNICAS
Contenido de mitrafilina % 2 – 6
Humedad % 3 – 8
Color del producto ladrillo
Tamaño de partícula Malla 200 (0.074 mm)
Malla 230 (0.061 mm)
Recuento total de de microorganismos
aerofilos, mesofilos viables.
100 UFC/g
Recuento total combinado de hongos y
levaduras
100 UFC/g
N. de echerichia coli (NMP/g) < 3
2.4. ESTUDIO DE LA OFERTA
Como se detallo anteriormente, el mercado de mayor importancia es el
extranjero, por lo que el estudio de la oferta estará orientado para satisfacer el
mercado exterior. Teniendo como base a las principales exportaciones del
extracto de uña de gato.
2.5. NOMENCLATURA ARANCELARIA
Inicialmente la uña de gato se exporto como corteza, contando con su
respectiva partida arancelaria. Siendo los organismos responsables el instituto
nacional de Recursos Naturales INRENA, Ministerio de Agricultura, Ministerio
de Economía, Aduanas, Adex, Prompex. Posteriormente se inicia la
~ 17 ~
exportación en polvo micropulverizado, cápsulas y grageas extracto atomizado,
extracto liofilizado, y en los últimos años como extracto acuoso hidrosoluble.
2.6. IDENTIFICACIÓN DE LOS PRINCIPALES PRODUCTORES
Los productores nacionales de uña de gato en polvo se encuentran localizados
principalmente en la región de Lima que por medio de sus representantes
captan un buen porcentaje de uña de gato de la selva peruana, transportando
las cortezas para su procesamiento y exportación; estas empresas exportan el
producto a las diferentes empresas de los países demandantes.
Según información registrada por aduanas del Perú, las empresas productoras
del extracto en polvo de uña de gato son los siguientes:
CUADRO 2.2: EMPRESAS EXPORTADORAS DE UÑA DE GATO
ATOMIZADO EN POLVO
EMPRESA DIRECCION %
CPX PERU S.A. Tudela y Venola 460 San Isidro 16,2
KOKEN DEL PERU S.R.L. Psje. Santa Maria Magdalena123 Pueblo
Libre
13,5
LABORATORIO INDUQUIMICA
S.A.
Calle Santa Lucia 152 Chorrillos 15,4
DESHIDRATACION TROPICAL
S.A.C.
Urb. Industrial Santa Anita Mz B Lote 16-19 17,3
OTROS 37,6
Además de estos se puede apreciar que también las empresas siguientes
venden uña de gato: ANDINA REAL S.A.C., CIFARMA S.A.,COLPRENIN
S.R.L., CORPORACION, INCA HEALTH S.A.C. , ECOANDINO S.A.C. , ELIO
RENAN VIDAL VIDAL , EXPORTACIONES DE LA SELVA S.A. , GESTIONES
Y REPRS. INTERN. S.A. - GYRISA , GRUPO BELMAG INDUSTRIAL S.A.C. ,
HERSIL S.A. L.I.F. , LABORATORIOS INDUSTRIAS ECOLOGICAS S.A.C. ,
PANPACIFIC CORPORATION S.A. , PEBANI INVERSIONES S.A. , SILVORI
IMPORT EXPORT SRLTDA
~ 18 ~
La característica común de estos productores no solo procesan uña de gato,
sino también otros productos naturales. Y a la vez exportan en forma de
corteza seca entera, corteza trozada, corteza molida, en bolsas filtrantes,
comprimidos, corteza pulverizado, corteza micro pulverizada y polvo
atomizado.
2.7. EXPORTACION NACIONAL.
En el cuadro siguiente se muestra las exportaciones del extracto de uña de
gato en su presentación de extracto en polvo en los últimos años donde se
observa que
CUADRO 2.3: OFERTA DE UÑA DE GATO ATOMIZADO EN POLVO.
AÑO VOLUMEN kg VALOR FOB
($)
PRECIO PROMEDIO
(s/kg)
2004 11950 618890,5 51,79
2005 14325 751489,5 52,46
2006 17659 878711,84 49,76
2007 17762 886679,04 49,92
2008 18349 946808,4 51,6
2009 20461 1155637,28 56,48
2010 23649 1422014,37 60,13
Fuente: Aduanas, año 2010
2.8. OFERTA APARENTE DEL UÑA DE GATO EN POLVO
Siendo Perú el principal exportador de uña de gato, los datos estadísticos de
exportación del uña de gato en polvo representan la oferta de estos productos,
según aduanas del Peru, 2010; en el ámbito nacional el consumo de uña de
~ 19 ~
gato es minimo mientras que estos productos exportados son la mayor parte de
la producción nacional.
CUADRO 2.4: OFERTA DEL EXTRACTO EN POLVO DE UÑA DE GATO.
AÑO VOLUMEN (Kg) TASA DE
CRECIMIENTO %
2004 11950 0,00
2005 14325 19,87
2006 17659 23,27
2007 17762 0,58
2008 18349 3,30
2009 20461 11,51
2010 23649 15,59
Fuente: Aduanas, año 2010
Para poder proyectar la oferta hallamos el factor de tasa discreta de
rendimiento el cual se le incluye en la formula del método estadístico
exponencial.
F = P(1+i)n
F: Producción futura
P: Producción año base
i: tasa de crecimiento
~ 20 ~
n: años
De donde se tiene
23649 = 11950 * (1+ i)7
i = 10.24 %
De acuerdo al cuadro 2.4 se puede observar que los volúmenes exportados
fueron incrementándose paulatinamente con un promedio anual del 10.24%.
2.9. PROYECCION APARENTE DE LA OFERTA DEL EXTRACTO EN
POLVO DE UÑA DE GATO.
La proyección de la oferta del extracto de uña de gato en polvo se realiza
tomando como año base 2010, a partir del cual se estimara los volúmenes de
la oferta futura.
CUADRO 2.5: PROYECCION DE LA OFERTA DEL EXTRACTO DE UÑA DE
GATO EN POLVO i = 10.24% (Año base 2010)
AÑO PROYECCION DE LA OFERTA (kg)
2011 26070,6576
2012 28740,2929
2013 31683,2989
2014 34927,6687
2015 38504,262
2016 42447,0985
2017 46793,6813
~ 21 ~
GRAFICO NO 2.1: PROYECCION DE LA OFERTA.
2.10. ESTUDIO DE LA DEMANDA.
Existen muchos países que demandan derivados de uña de gato para su
utilización en los sectores importantes como es en la industria quimica y
farmacéutica.
2.11. PRINCIPALES PAISES DEMANDANTES DE UÑA DE GATO
De acuerdo a las informaciones de Aduanas se puede ver que los países
siguientes demandan este tipo de producto: Alemania, Antillas Holandesas,
Argentina, Aruba, Australia, Austria, Belgica, Bolivia, Brasil, Bulgaria, Canada,
Chile, China, Colombia, Costa Rica, Ecuador, Egipto, El Salvador, Eslovaquia,
España, Estados Unidos, Finlandia, Francia, Getemala, Honduras, Hong Kong,
Hungria, India, Israel, Italia, Japon, Mexico, Nueva Zelanda, Países Bajos,
y = 3443x - 7E+06 R² = 0,993
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
50000
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
VO
LUM
EN
AÑO
~ 22 ~
Panamá, Paraguay, Portugal, Reino Unido, Republica Checa, República
Dominicana, RUSIA, Suecia, Suiza, Taiwan, Ucrania, Uruguay, Veanezuela y
Yogoslavia.
2.10. IDENTIFICACION DE LAS PRINCIPALES EMPRESAS
DEMANDANTES
Según información regirtada por aduanas se conoce el nombre o compañía
demandante asi como el país destino.
CUADRO 2.6: EMPRESAS DEMANDANTES DEL EXTRACTO DE UÑA DE
GATO.
PAIS COMPAÑÍA % EXPORTADO
EE.UU. STONEWALL LANE, DEL MAR NEW YORK 32,28
FRANCIA DONONE INTERNATIONAL BRAND S.A. 20,28
MEXICO GEN INDUSTRIALS.A. DE CV 5,09
ALEMANIA HANNES PHARMA 4.85
JAPON AGUSTO GIMA - GIMA 4.06
OTROS 20.36
Fuente. Aduanas, año 2010
2.12. DEMANDA DEL EXTRACTO DE UÑA DE GATO EN POLVO.
Como existen limitaciones en cuanto a información estadística de consumo de
uña de gato a nivel mundial, se ha tomado como base demanda proyectada en
una de los estudios realizados abajo mencionado.
CUADRO 2.7. DEMANDA DE UÑA DE GATO EN POLVO.
AÑO VOLUMEN DE DEMANDA (Kg)
2004 15149,03
2005 18303,96
2006 23667,06
~ 23 ~
2007 25262,89
2008 33177,63
2009 35107,27
2010 37931,47
Fuente: tesis,
2.13. PROYECCION DELA DEMANDA DEL EXTRACTO DE UÑA DE GATO
EN POLVO.
La proyección de la demanda del concentrado en polvo de uña de gato se
realiza a partir de las exportaciones peruanas de la materia prima, tomado el
año 2010 como año base, a partir del cual se estimara en la demanda futura.
CUADRO 2.8. PROYECCION DE LA DEMANDA DEL EXTRACTO DE UÑA
DE GATO
Para realizar las proyecciones se ha tomado el método lineal de donde se tiene
volumen=3980 año – 8.0*10-6
AÑO DEMANDA PROYECTADA (KG)
2011 8003780
2012 8007760
2013 8011740
2014 8015720
2015 8019700
2016 8023680
2017 8027660
~ 24 ~
GRAFICO 2.9: PROYECCION DE LA DEMANDA
2.14. BALANCE DEMADA OFERTA.
2.14.1. BALANCE DE OFERTA – DEMANDA DEL EXTRACTO DE UÑA DE
GATO EN POLVO
En el cuadro (2.10.) se indica el balance demanda - oferta del extracto
concentrado de uña de gato, calculado de la diferencia de la proyección de
demanda y oferta,.
Como se puede apreciar en el cuadro las cifras de demanda insatisfecha son
significativas, por tanto afirmamos que el producto cuenta con un amplio
mercado que puede ser aprovechado instalando una nueva empresa en el Perú
con un adecuado sistema de negociación, precios competitivos y buena calidad
de productos y sobre todo, puntualidad en las entregas, por otro lado formando
joint ventures (convenios) con empresas nacionales y nuevas empresas
incursionando en la industrialización para que se encargue de la producción de
sus requerimientos por su puesto con ciertos acuerdos que permita que las
empresas se beneficien mutuamente.
8000000
8005000
8010000
8015000
8020000
8025000
8030000
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
VO
LUM
EN
AÑO
~ 25 ~
CUADRO 2.10. BALANCE DE DEMANDA – OFERTA.
AÑO DEMANDA (kg)
OFERTA (kg)
DEMANDA INSATISFECHA (kg)
2011 8003780 26070,66 7977709,34
2012 8007760 28740,29 7979019,71
2013 8011740 31683,3 7980056,7
2014 8015720 34927,67 7980792,33
2015 8019700 38504,26 7981195,74
2016 8023680 42447,1 7981232,9
2017 8027660 46793,68 7980866,32
Fuente: ELABORACION PROPIA
~ 26 ~
CAPITULO III
TAMAÑO Y LOCALIZACION
El estudio del tamaño de planta es la que define la capacidad de producción
durante el periodo de funcionamiento; está en relación con criterios que
conduzcan a un buen rendimiento económico, lo mismo que debe de ser
favorable a la empresa. La ubicación de la planta resulta de previo análisis de
los diferentes factores que finalmente definen la localización de la planta.
El tamaño y localización del proyecto esta orientado a minimizar costos y
maximizar beneficios, para el logro de esto, las diferentes variables que
intervienen y condicionan la elección de estos dos rubros deben ser analizados
con minuciosidad. (ROJAS V. María I. - 2005).
3.1 TAMAÑO DE LA PLANTA.
En la determinación del tamaño interviene factores económicos y tecnológicos.
Para la determinación del tamaño óptimo del proyecto es necesario efectuar
relaciones de tamaños básicos que la condicionan, para lo cual analizaremos
las siguientes relaciones que son: tamaños - materia prima, tamaño -mercado,
tamaño tecnología, y tamaño - financiamiento.
3.1.1 RELACIÓN TAMAÑO - MERCADO
Una consideración importante respecto al tamaño de la planta a elegir viene de
la demanda insatisfecha y de las proyecciones de las mismas.
Este rubro es una de las relaciones importantes para la determinación del
tamaño de la planta. Del análisis de los aspectos del mercado se puede
~ 27 ~
apreciar una Realmente, es un objetivo bastante importante dimensionar el
mercado del producto por que significa no solamente asegurar la venta de los
productos, sino que significa determinar la política de producción, productos en
stock, hombres horas, número y capacidad de las maquinarias y también la
disponibilidad de la materia prima
Por último, de acuerdo al estudio de mercado y específicamente al balance de
la demanda y la oferta según (ROJAS V. María I. - 2005)se tiene la cantidad de
la demanda no cubierta de los productos finales para un horizonte del proyecto
de diez años (2002 - 2011), siendo de 3,87 a 4,72 TM/año Estos resultados
obtenidos en dicho balance muestran las cantidades posibles a producir y ser
ofertadas en el mercado.
El mínimo tamaño de la planta será de 4,100 TM/año (materia prima), la cual
indica que no será un factor limitante en el análisis del tamaño.
3.1.2 RELACIÓN TAMAÑO- MATERIA PRIMA.
La materia prima a utilizar en este proyecto es la corteza de la Uña de Gato.
Actualmente las Instituciones encargadas a llevar las estadísticas de la
producción agrícola como: INEI y la Oficina del Ministerio de Agricultura de
Ayacucho, no cuentan con información estadística sobre la producción de Uña
de Gato, en las provincias de san Miguel (valle del río Apurímac) y la
convención.
Se tiene un trabajo realizado (Edgar M.-2001) de fuentes primarias a través de
encuestas a alguna comunidades nativas representativas de la producción de
Uña de Gato, ubicados al margen derecho del Río Apurímac, para el año 2001
se obtuvo 11.5 Ha de superficie cultivada con una producción de 11.35 TM de
corteza de “Uña de Gato”; actualmente se incremento en un 1.5% según
fuentes bibliográficos.
De los resultados obtenidos el 70% corresponda a la variedad de
Uncariatomentosa (Willd) D. C. y el 30% a la Uncariaquinensis (Aubl)
Gmel.
~ 28 ~
El mercado local actualmente se abastece de la corteza de “Uña de Gato”
proveniente del Valle del Río Apurímac y la convención.
La realización tamaño -materia prima es un factor que limita el tamaño para el
proyecto, ya que no se cuenta con datos históricos sobre la producción de “Uña
de Gato” en el Valle del Río Apurímac y la convención. Debido a que la
producción es de carácter silvestre de cuyo volumen se tiene poca información.
3.1.3. TAMAÑO - TECNOLOGIA
Teniendo en cuenta que los equipos tales como la envasadora, lixiviadoray
molinos, zaranda vibratoria están dentro de los límites de capacidad de
producción de los fabricantes de maquinarias y equipos del mercado
internacional, de acuerdo a sus especificaciones técnicas, esta relación no
limita al estudio de tamaño dado que la máxima capacidad de producción es de
4,100 TM/año, para un 100% de capacidad operativa
En cuanto al molino de martillo, zaranda vibratoria y equipos auxiliares para el
proceso productivo, estos se encuentran en el mercado nacional.
De ello se concluye que la tecnología no es factor limitante.
3.1.4 TAMAÑO - FINACIAMIENTO
En el Perú, la mayoría de los proyectos son financiados por dependencias del
gobierno local y gobiernos estatalesSin embargo, una parte importante de su
financiamiento aún proviene de un fondo básico de recursos, mismo que se
alimenta de las contribuciones voluntarias de los países miembros, y con el
cual se crea un presupuesto base mundial.
Uno de los sistemas financieros que dispone de unprograma de financiamiento
denominado FONAFE (fondo nacional de financiamiento de actividades
empresariales del estado); COFIDEforma parte del Sistema Financiero
Nacional y puede realizar todas aquellas operaciones de intermediación
financiera permitidas por su legislación y sus estatutos y, en general, toda clase
de operaciones afines.
El análisis del tamaño- financiamiento no es limitante por este factor.
~ 29 ~
3.1.5 TAMAÑO DE PLANTA PROPUESTO.
Teniendo en consideración fundamentalmente los factores de disponibilidad de
mercado y tecnología, es conveniente instalar la planta con las siguientes
características:
Tipo de proceso: lotes
Días de trabajo año: 237
horas de trabajo por día :8 hora
Tiempo de mantenimiento: 15 días
Producción anual máximo: 4,100 TM
Para establecer los días de trabajo al año se tuvo en consideración lo siguiente:
Año calendario: 365 días.
Días domingos y feriados: 61 días.
Días sábados: 52 días.
E tamaño propuesto es un porcentaje de la materia prima producida en el
VRAE, actualmente.
El programa de producción es el siguiente: en el primer año de funcionamiento
la planta iniciará sus operaciones con una. Producción de 70% de su
capacidad, el segundo año con 85% de su capacidad y a partir del tercer año
al 100%.
3.2.LOCALIZACIÓN
Se tiene en cuenta que la localización de la planta propuesta en el presente
proyecto estará circunscrita dentro del departamento de Ayacucho. Es preciso
evaluar los Factores tanto cuantitativos como cualitativos, para determinar la
localización más adecuada de laplanta.
3.2.1. MACROLOCALIZACIÓN
La planta se ubicará en el departamento de Ayacucho.
Se plantea para el análisis de la localización de la planta factores cuantitativos
y cualitativos de las provincias de: Valle del río Apurímac (San francisco),
Huamanga (Ayacucho, San Juan Bautista, Carmen Alto y Jesús Nazarena)
~ 30 ~
3.2.2. FACTORES DE LOCALIZACIÓN CUANTITATIVOS
Los factores cuantificables que se tienen implicancia directa en el proceso de
producción planteado son los siguientes
3.2.2.1. MATERIA PRIMA
En el cuadro N° 3.2, se señala el volumen de producción y precio en las
localidades de la Convención, valle del río Apurímac, Huamanga.
CUADRO Nº 3.2
PROCEDENCIA Y PRECIO DE LA MATERIA PRIMA EN AYACUCHO.
PROCEDENCIA DE
LA MATERIA PRIMA
VOLUMEN DE
PRODUCCION (TM)
PRECIO (S/./ kg)
La convención 3,74 3,0
Valle de rio Apurímac
y ene.
4,20 3,0
Huamanga …….. 4,0
FUENTE: (ROJAS V. Maria I. tesis de estudio prefactibilidad para la instalación
de una planta de producción de extracto de uña de gato. 2005)
De acuerdo al cuadro N° 3.2 y es conveniente adquirir la materia prima de las
localidades de la Convención y Valle del río Apurímac, teniendo en
consideración que la materia prima debe cumplir con las exigencias de la
empresa.
3.2.2.2. MANO DE OBRA
El proyecto requerirá tanto de mano de obra calificada y no calificada.
El cuadro 3.3 se menciona la población económicamente activa ocupada y
lapoblación económicamente activa desocupada
CUADRO N°3.3
POBLACION DE 15 Y MÁS AÑOS POR CONDICIONDE ACTIVIDAD, AREA
URBANA Y RURAL Y TASA DE ACTIVIDAD ECONOMICA.
PROVINCIA CONDICION DE ACTIVIDAD TASA DE ACTIVIDAD
ECONOMICA PEA- OCUPADA PEA-
DESOCUPADA
URBANA RURAL
URBANA RURAL URBANA RURAL
~ 31 ~
HUAMANGA 30657 12531 35792 16349 46.1 43.4
VALLE RIO
APURIMAC
9025 10250 24010 27671 27.03 27.0
FUENTE: INEI - Censo Nacional de 1993.
LaPEA total ocupada en Huamanga es de 43 188y LaPEA total desocupada es
de 52 141, la PEA total ocupada en el VRAE es de 19275 y la PEA total
desocupada es de 51681 los que se dedican mayormente al comercio en las
zonas urbanas ya la actividad agrícola en las zonas rurales.
Se concluye que el requerimiento de mano de obra es mínimo, con respecto a
la PEA desocupada de ambas provincias, por lo que no se tiene ningún
inconveniente a este factor.
3.2.2.3 ENERGÍA ELÉCTRICA
Huamanga cuenta con el sistema interconectado del Mantaro, con una potencia
instalada de 15 Mv( mega vatios), además cuenta con una planta térmica de
dos motores Diesel que alcanza una potencia instalada de 1500 KW, los que se
encuentran a cargo de la empresa Electro centro SA.
El valle del río Apurímac y Ene, tiene como un núcleo geopolítico a la localidad
de San Francisco, en donde se tiene instalada una pequeñaplantahidroeléctrica
que abastece la energía satisfactoriamente, con mas capacidad de
funcionamiento de 1.5Mv.
En el cuadro nº 3.4, se señala los costos de energía eléctrica en ambas
localidades.
CUADRO N°3.4
COSTO DE ENERGIA ELECTRICA CATEGORIA INDUSTRIAL
CARGO ENERGIA
S/.
CARGO FIJO
MENSUAL HUAMANGA 0.3877 1.83
VALLE DEL RIO
APURIMAC
0.3877 1.83
FUENTE: Oficina de relaciones públicas Electro Centro – Ayacucho (2011)
De acuerdo al cuadro N° 3.4, no se tendría ningún inconveniente con el costo
de la energía eléctrica de ambas provincias.
~ 32 ~
3.2.2.4. AGUA.
En cuanto a los requerimientos de agua, actualmente Huamanga cuenta con
una fluente de captación de agua (Planta de tratamiento de agua de
Quicapata), el suministro de agua a esta planta de tratamiento se realiza
mediante un canal proveniente de Chiara y Huatatas por medio de un sistema
de bombeo. La planta de tratamiento de Quicapata tiene una capacidad de
procesamiento de 360 L, cuya administración se encuentra a cargo de la
empresa prestadora de servicios (EPSASA).
El valle del río Apurímac y Ene, no cuenta con una planta de tratamiento de
potabilización de agua.
CUADRON° 3.5
COSTO DE AGUA POTABLE CATEGORIA INDUSTRIAL
LOCALIDAD COSTO (S/. / M3)
HUAMANGA 2.281
VALLE DE RIO APURIMAC 2.281
FUENTE: oficina de relaciones publicas de EPSASA – Ayacucho (2011)
De acuerdo al cuadro N° 3.5, el Valle del río Apurímac presenta un menor costo
a comparación de la provincia de Huamanga, sin embargo la calidad de agua
es de menor calidad a comparación de la provincia de Huamanga, lo cual
constituye un factor negativo para la localización de la planta.
3.2.2.5. MERCADO
En algunos casos de la localización más ventajosa de la planta esta dada por la
cercanía al mercado de consumo final. En este caso el mercado es el exterior,
teniendo una relativa ventaja la localidad de Huamanga por tener mayor vía de
acceso o red de comunicación vial con puestos de acopio de exportación,
razón por la cual esta zona es la mas apropiada para ubicar la planta,
comparando los costos con el Valle del río Apurímac, es elevada por estar muy
alejado de la ciudad de Huamanga, por tanto la localización de la planta deberá
ser la ciudad de Huamanga.
3.2.2.6. TRANSPORTE
La Provincia de Huamanga cuenta con vías de comunicación terrestre con el
Valle de Río Apurímac. Se ha obtenido información de los costos de transporte
de la materia prima desde el Valle hasta la Provincia de Huamanga, es de sI.
~ 33 ~
0.30 / kg de materia prima, mediante consulta directa a los transportistas de
esta ruta.
CUADRO 3.6
DISTANCIA Y COSTO DE FLETE ENTRE LAS OPCIONES DE
LOCALIZACIÓN
RUTA DISTANCIA(Km) FLETES S/. / Kg
HUMANGA- SAN FRANCISCO 210 0.20
SAN FRANCISCO HUAMNAGA 210 0.30
FUENTE: información directa de los transportistas. (2011)
La desventaja de las vías de comunicación, afecta tanto al transporte de
materia prima y/o al producto; es factible el transporte del producto procesado y
no de materia prima que incluye materiales de desecho o de residuos, que no
justifica gastos para su transporte.
3.2.2.7. TERRENO
En el siguiente cuadro puede apreciarse el costo promedio de los terrenos de
acuerdo a las alternativas de localización de la planta. Teniendo en
consideración que la provincia de Huamanga se considera solamente a los
distritos de Ayacucho, San Juan Bautista, el Nazareno, y Carmen Alto. En
cuanto al Valle del Río Apurímac y Ene a la zona de San Francisco.
CUADRO 3.7
COSTO PROMEDIO DE TERRENOS
LOCALIDAD COSTOS/./ m2
VALLE DEL RIO APURIMAC 25.00
HUAMANGA 150.00
FUENTE: municipalidad Provincial de Huamanga. (2001)
~ 34 ~
3.2.3 FACTORES DE LOCALIZACIÓN CUALITATIVO.
Estos factores están relacionados con las políticas de desarrollo de los
Gobiernos locales, Regionales y del Gobierno central, entre estos factores
tenemos los siguientes:
3.2.3.1 POLÍTICA DE DESCENTRALIZACIÓN
El Perú ha venido arrastrando problemas socio-económicos desde tiempos de
la colonia, como la descentralización económica en grandes latifundios y en
estas últimas décadas las actividades ha sido centrada en las metrópolis como
Lima.
Se propone al departamento de Ayacucho como un lugar adecuado para el
procesamiento del extracto en polvo de “Uña de Gato” ya que se ubican fuera
del ámbito geográfico de la capital, que es un lugar donde mayormente se
encuentra las empresas agroindustriales.
La política de gobierno actual de nuestro país apoya la descentralización de la
agroindustria.
3.2.3.2. CLIMA
La naturaleza o el medio ambiente en la región específicamente en el
Departamento de Ayacucho es diversificado, debido a los diferentes pisos
ecológicos, dando la diversidad de microclimas a lo largo de su territorio.
La Provincia de Huamanga se ubica a una altitud de 2,761 m.s,n.m., presenta
un clima semiseco, siendo su temperatura promedio anual máxima de 26,7 °C,
media 17,2 oc y mínima de 4,9 oc, con una humedad relativa promedio máxima
de 62,51 y mínimo de 31, precipitación parcial.
La localidad de San Francisco es el núcleo geopolítico del Valle del Río
Apurímac y Ene, está ubicada al noreste del departamento de Ayacucho a 580
m.s.n.m. esta micro región tiene recursos potenciales que racional y
convenientemente utilizados pueden servir de base para impulsar el desarrollo
global. Presenta un clima humedo, siendo su temperatura promedio anual
máxima de 32,5 ºCy mínimo de 20,5 ºC y humedad relativa promedio máxima
de 88,5 y mínimo de 60,5, con precipitación durante todo el año.
~ 35 ~
Las aguas residuales procedentes de la planta no constituyen riesgos de
contaminación, ya que desembocarán en la red de servicios públicos.
3.2.4. LOCALIZACIÓN PROPUESTA DE LA PLANTA
Para determinar la localización adecuada de la planta utilizaremos el método
análisis dimensional, teniendo en cuenta 10factores de localización y 5
alternativas de localización.
3.2.4.1 ALTERNATIVAS DE LOCALIZACIÓN.
Las posibles alternativas de localización dentro del departamento deAyacucho,
son los distritos de San Francisco, Ayacucho, San Juan Bautista, Carmen Alto
y Jesús Nazareno. Teniendo la nominación siguiente que se muestra en el
cuadro N°3.8.
CUADRO N° 3.8
NOMINACION DE LAS ALTERNATIVAS
DISTRITO NOMINACIÓN
SAN FRANCISCO A
AYACUCHO B
SAN JUAN BAUTISTA C
CARMEN ALTO D
JESUS NAZARENO E
3.2.4.2 FACTORES DE LOCALIZACION Y COEFICIENTES DE
PONDERACION.
La elección de los puntajes paralos factores locacionalesobedece aún Criterio
de costos de 0 a 10, lo que se muestra en el cuadro N°3.9.
CUADRO 3.9
FACTORES DE LOCALIZACION Y COEFICIENTES DE
PONDERACION.
FACTORES
LOCACIONALES
COEFICIENTES
DE PODERACION
Materia prima 10
Agua y desagüe 10
Mano de obra 9
~ 36 ~
Trasporte M.P 8
Energía eléctrica 8
Mercado 8
Terreno 6
Clima 6
Políticas de descentralización 4
3.2.4.3 ESCALA DE CALIFICACION.
PUNTAJE CALIFICACION
0 Malo
3 Regular
6 Bueno
9 Muy bueno
10 Excelente
En el cuadro Nº 3.10, se presenta la tabla según orden de importancia de los
factores.
CUADRO Nº 3.10
FACTOR
CARACTERISTIC
AS
COSTO/PUNTAJE (Sij) PONDER
ACION
(Pij) A B C D E
Materia prima Costo de materia
prima 3.0 4.0 4.0 4.0 4.0 10
Agua y
desagüe
Calidad de agua y
desagüe 8 4 4 8 5 10
Mano de obra 35 35 30 30 35 9
~ 37 ~
Trasporte M.P Costo de
transporte ( s/./Kg)
0.0
1 0.3 0.3 0.3 0.3 8
Energía
eléctrica
Disponibilidad de
calidad energía
eléctrica
8 4 4 7 8 8
Mercado Cercanía al
mercado
consumidor local
8 2 2 4 3 8
Terreno Costo de terreno
(m2) 100 250 100 100 200 6
Clima 8 4 4 4 4 6
Políticas de
descentralizaci
ón
Ley Nº 49482 (
beneficio
tributario)
2 8 2 2 8 4
3.2.4.4. EVALUACIÓN DE LA MULTIPLICATORIA
En el cuadro Nº 3.11 muestra la evaluación de las multiplicadoras; para lo cual
se ha tomado 2 en 2 las alternativas de localización luego se analiza aplicando
la formula: .
CUARO Nº 3.11
RESULTADO DE LA EVALUACION MULTIPLICATORIA.
COMPARACION RESULTADO(< X >) Conclusión
A con B 1.50x10-6 quiere decir que las bondades de
localidad A son mejores que B
C con D 4.33 x10-6 quiere decir que las bondades de
localidad C son mejores que D A con E 9.42 x10-6 quiere decir que las bondades de
localidad C son mejores que D C con A 0.088 quiere decir que las bondades de
localidad C son mejores que A
~ 38 ~
3.2.4.4. ELECCCION DE LOCALIZACION
- MACROLOCALIZACION
Luego de realizar una evaluación según el método de análisis dimensional se
llega a la conclusión de que el distrito de San Juan Bautista,brinda las mejores
condiciones y servicios para la instalación y funcionamiento de la planta de
procesamiento.
- MICROLOCALIZACION.
El terreno propuesto para la localización de la planta se ubicara en la
Asociación De Propietarios de San Antonio Jr. Las Flores Nº 25(San Juan
Bautista). Este sector cuenta con los servicios de energía eléctrica, agua
potable y alcantarillado y vías de acceso terrestre además esta fuera del centro
de la ciudad donde hay mayor contaminación ambiental y otros.
~ 39 ~
CAPITULO IV
DISEÑO DEL PROCESO PRODUCTIVO.
a. Diseño del producto.
Extracto atomizado en polvo en bolsa metalizada de tres capas
de material tecno poliéster metalizado con polietileno pigmentado
de color plateado en presentaciones de: 1000g, 500g y 250 g.
b. Especificaciones de producción.
La materia prima es corteza de aproximadamente de 1 metro de
largo por 40 a 50 mm ancho, ésta debe estar libre de impurezas
y restos de materia orgánica extraña. y tener una humedad
mínima de 12 a 14%, para una molienda adecuada.
El proceso de molienda se realiza con molino de martillo hasta un
tamaño aproximado de 2 mm con la finalidad de incrementar la
superficie de contacto y facilitar la obtención de principios
activos.
El proceso de extracción sólido – líquido (lixiviación) se realizara
en corriente cruzada y en 2 etapas en un proceso Bach con se us
como solvente el agua.
~ 40 ~
El extracto obtenido de la lixiviación se debe concentrar a un
12% para el proceso de atomizado.
c. Volumen de producción.
El volumen de producción será de 1.135TM/año (producto final);.
Materia prima 11,35 TM/año, 48.67 kg/día.
Rendimiento = 10 %
De diseño del producto:
Atomizado
Empacado
sellado
Etiquetado
De las especificaciones de la producción:
Recepción materia prima
Selección.
Secado
Molienda
Lixiviación
Concentración.
Del volumen de producción:
# de maquinarias
# de trabajadores
Cantidad e insumos ha
utilizar.
~ 41 ~
Materia prima
(Corteza de uña de gato)
Fig. 4.1 DIAGRAMA DE BLOUES DEL PROCESO PRODUCTIVO
CUALITATIVO.
RECEPCION
SELECCION
MOLIENDA
EXTRACCION (2 ETAPAS)
CLARIFICADO
FLTRADO
CONCENTRADO
ENVASADO
ATOMIZADO
HOMOGENIZADO
ALMACEN
Agua
Tierra
filtrante
Maltodextrina
Impurezas
Perdidas
Corteza agotada
Torta + tierra filtrante
Vapor de agua
Agua
Extracto de uña de gato en polvo
~ 42 ~
4.1. DESCRIPCIÓN DE PROCESO PRODUCTIVO.
A continuación se describe las etapas del proceso de obtención de extracto de
uña de gato en polvo.
A. RECEPCIÓN DE MATERIA PRIMA: la materia prima se recepciona
directo del campo de tamaño y longitud no uniforme con restos de polvo
y algunas residuos vegetales.
B. SELECCIÓN. Desarrollo manualmente sobre mesas en esta operación
se separan aquellas cortezas que no cumplen con las características
organolépticas adecuadas) color consistencia uniforme) y
microbiológicas) libre de microorganismos podredumbre mohos etc.). las
perdidas en la selección alcanzarán un promedio de 0,3% del material
seleccionado.
C. MOLIENDA. La corteza seleccionada se somete a una molienda con
molino de martillo debiendo obtenerse un producto en forma de hilachas
de unos 5 mm en esta etapa se registra una perdida aproximada de
0,3% del material sometido a reducción de tamaño.
D. EXTRACION (LIXIVIACIÓN). La extracción solido liquido de corteza de
uña de gato molida se realiza a través de un proceso Bach. El tanque de
extracción se carga previamente con el solvente en una relación de
solido: solvente de 1:6(ROJAS V. María I. – 2005) vale decir 600kg agua
por cada 100 kg de corteza de uña de gato. Una vez mesclado se
calienta hasta los 90 0C a través de la chaqueta de tanque por lo cual
circula vapor saturado a 115 0C; el tiempo de extracción neta a la
temperatura indicada es de 30 minutos. Se recomienda 2 etapas de
extracción consecutivas en corriente cruzada con la finalidad de
incrementar el porcentaje de extracción total sobre el los 98% del los
sólidos solubles.
Las cortezas secas de uña de gato presentan entre unos 9 a 12 % en
peso de material soluble de las cuales interesa controlar el principio
activo que es la mitrafilina cuyo contenido inicial en las cortezas es de
unos 0,40 en peso los cual debe reportarse en el producto final
confiriendo mayor valor al extracto de uña de gato en polvo.
~ 43 ~
Durante la extracción la solución retenida por la corriente solida se
aproxima a 1,3 kg de dilución por cada 1,0 kg de material insoluble.
Contenida en las cortezas secas de uña de gato. Es recomendable que
durante el proceso de extracción de mezcla solido y liquido se
encuentran permanentemente agitado con la finalidad de uniformizas la
distribución e incrementar el contacto solido liquido en la mezcla
aumentar las coeficientes de transferencia de calor y especialmente los
disfuncionales disminuir los tiempos de extracción y obtener los mejores
rendimientos en la lixiviación. La extracción se realiza en un tanque de
acero inoxidable de calidad ss-316 provista de una chaqueta por la cual
circula vapor; además contiene un falso fondo de tamiz de plancha
perforada con una abertura de 1,0mm el que servirá para retener corteza
agotada. El sistema deberá disponer unza equipo de agitación para
poner en contacto el material solido con el solvente y facilitar la
transferencia de masa en la operación de extracción.
E. CLARIFICADO. El extracto líquido caliente procedente de la lixiviación
se clarifica mediante la adición de las tierras filtrante (HYFLO), con la
finalidad de retener las partículas finas arrastradas por el extracto
original, grasas, ceras, proteínas y otras impurezas. Se recomienda
agregar 10 kg de HYFLO por cada 100 kg de corteza procesada, mezcla
desarrollada en la tina de tamizado que contiene el extracto bruto, se
agita vigorosamente la mezcla para pasar a la filtración.
F. FILTRACION.- Mediante esta operación se separan los sólidos (tierra
filtrante y residuos) sobre un filtro-prensa de placas y marcos, reteniendo
en forma total todas las partículas finas de la solución, por la inyección
de la mezcla a través de una bomba al filtro prensa, esta operación
entrega un extracto a un caliente de unos 50 0C. finalizada la filtración, el
filtro-prensa se lava con agua des ionizada caliente hasta obtener un
liquido casi transparente. Todo el líquido de lavado acumulado se utiliza
para una nueva extracción.
G. CONCENTRACION.- en tanto que la solución filtrada es bastante diluida
se procede a concentrar en un evaporador al vacio, hasta llegar a una
concentración media final de 15% de sólidos solubles. la concentración
del extracto se realiza con la finalidad de favorecer el estado de
~ 44 ~
alimentación y operación posterior en el secado por atomización. La
concentración se lleva a cabo en un evaporador de simple efecto al
vacio, de aproximación de 150 mmHg absoluta que confiere una
temperatura de ebullición de la mezcla en el interior de la cámara del
evaporador de 600C; además, dispone de un sistema de calentamiento
por la cual circula vapor de agua saturado a 115 0C. el vapor eliminado y
condensado por el evaporador se reutiliza en la operación de extracción.
H. HOMOGENIZACION.- La solución concentrada de uña de gato,
previamente al secado por atomización, se mezcla y uniformiza con
maltodextrina (Encapsulante); este aditivo evita la adhesión de
partículas en las paredes del secador, contrarresta la higroscopicidad, y
evita la plastificación de azucares en el producto de secado.
I. ATOMIZACION.- a través del secador tipo atomizador, se elimina casi
toda la totalidad del agua de la solución concentrada y homogenizada;
acción conseguida por la inyección de la solución a través de un disco
atomizador-pulverizador hacia el cuerpo o cámara de secador, en la
cual los micro gotas entran en contacto con el gas caliente (aire)
inyectado entre 220 a 250 0C, reduciéndose rápidamente a unos 90 0C y
provocando el secado. El producto obtenido es la uña de gato en polvo
con 3% de humedad y con un contenido aproximado de 2.35% de
mitrafilina (principio activo de uña de gato).
J. ENVASADO - CERRADO.- En esta etapa el producto obtenido por
atomización se recoge y es envasado o una maquina envasadora
selladora; en bolsas de polietileno que serán etiquetadas y rotuladas de
acuerdo a las normas de comercialización consignando los datos
siguientes: producto, n0 de Bach, feche, peso neto, peso bruto,
responsable. Previamente se tomara una muestra representativa para
los análisis y controles respectivos.
4.2. BALANACE DE MATERIA Y ENERGIA.
Estos balances se realizan en función a la cobertura de la capacidad de
producción establecida y planeada para la planta por lo cual se establece la
cantidad de materia prima: corteza de una de gato requerida por día de
~ 45 ~
producción y los demás materiales e insumos que el proceso exige para
obtener el producto final.
4.2.1. BALANCE DE MATERIA.
Consiste en el cálculo de los flujos de los materiales requeridos para una base
de materia prima procesada por cada día. Para el presente trabajado se
procesara 48,67 kg/día de materia prima, en un turno de 8 horas/dia ,a una
capacidad de 100% de planta, se requiere una producción diaria de 4.789kg/dia
de extracto de una de gato en polvo.
El rendimiento de materia prima es de 10% en peso, por lo la producción de
4,789 kg de extracto de una de gato en polvo exige procesar 48.67 kg de
corteza por día en la planta que es la base de trabajo para el balance de
materia.
En la figura 4,1 se presenta el diagrama de bloques cualitativos del proceso
productivo, en la figura 4,2 se determinan los ingresos y salidas de los
materiales en cada operación; y se expone el diagrama de bloques cuantitativo
del proceso.
~ 46 ~
Mitrafilina 0.4% = 0.1947kg
Corteza seleccionada 48.57kg
Corteza triturada 48.42kg
Extracto total = 531.93kg
Extracto + HYFLO = 536.71Kg
Extracto concentrado y homogenizado = 28.26kg
Extracto de uña de gato en polvo = 4.789kg
Materia prima
(Corteza de uña de gato) = 48,67 kg
Fig. 4.2 DIAGRAMA DEL BLOQUES DEL PROCESO PRODUCTIVO
CUANTITATIVO.
RECEPCION
SELECCION
MOLIENDA
EXTRACCION (2 ETAPAS)
CLARIFICADO
FLTRADO
CONCENTRADO
ENVASADO
ATOMIZADO
HOMOGENIZADO
ALMACEN
Agua 600% = 583.70kg
Hyflo 10% = 4.78kg
Encapsulante
maltodextrina = 0.484kg
Perdidas 0.2% = 0.097kg
Perdidas 0.3% = 0.146kg
Corteza agotada = 100.19 kg
Torta residual= 18.98kg
Vapor de agua = 480.39 kg
Vapor de Agua 83% = 23.47kg
Extracto de uña de gato en polvo
Extracto clarificado 96.4% = 508.17kg
Extracto concentrado 15%s.s = 27.78kg
Producto (3% humedad) = 4.789 kg
~ 47 ~
LEYENDA 1. MOLINO DE MARTILLO 2. TANQUE LIXIVIADOR 3. TANQUE DE AGUA 4. CALDERO 5. TINA DE TAMIZADO 6. BOMBAS. 7. FILTRO PRENSA 8. TANQUE DE EXTRACTO 9. CONCENTRADOR 10. TANQUE DE DOSIFICACION 11. ATOMIZADOR 12. CICLON
~ 48 ~
4.2.2. BALANCE DE ENERGIA EN EL TANQUE DE EXTRACCION
De acuerdo a los datos de balance de materia, para una extracción en caliente
de las cortezas en corriente cruzada, en dos etapas consecutivas, utilizando
agua pura en cada etapa, se presenta en balance de energía térmica.
4.2.1.1. FLUJO DE MATERIALES QUE INGRESA AL EXTRACTOR
Corteza triturada F = 48.42 kg
Solvente: agua S = 291.85 kg (por etapa)
4.2.1.2. ECUACION GENERAL DE BALANCE DE ENERGIA.
Dado que las dos etapas se conducen bajo condiciones similares, a a
continuación se analiza el requerimiento energético para la primera etapa de
extracción. Ademas debe precisarse que las dos etapas de extracción se
realizan en un solo tanque de extracción.
QTOTAL = Q1 + QP
Donde:
Q1 : calor requerido para el calentamiento de la mezcla
QP : calor por perdidas en sus diferentes formas.
4.2.1.3. CALOR REQUERIDO PARA EL CALENTAMIENTO DE LA
MEZCLA (Q1)
Q1=(mfCpf + mcCpc)(Tf – T0)
Conociéndose los siguientes datos
Cpf = 0.201 Kcal/Kg 0C…………...del corteza molida
Cps = 1.00 Kcal/Kg 0C ……..… de solvente agua
Reemplazando y realizando las operaciones se tiene
Q1 =(48.42(0.201) + 291(1.00))(90 – 22 ) = 20449.80 Kcal
~ 49 ~
4.2.1.4. CALCULO DEL CALOR PERDIDO EN SUS DIVERSAS FORMAS
DURANTE LA EXTRACCIÓN (QP)
Calculo del calor requerido por perdidas por convección Qc
Determinado con la siguiente ecuación
Qc = hc*A0*ΔT
Donde:
Qc : calor perdido por convección
hc : Coeficiente de transmisión de calor por convección
A0 : Área externa del material
ΔT : Variación de temperatura
Calculo del coeficiente de transmisión de calor
Para una convección natural se cumple.
[PrGr] = (L3ρ2gβCpΔT)/(µk)
Donde:
Pr : Numero adimensional de Prandtl
Gr : Numero adimensional de Grashof
L : Altura del equipo
β : Coeficiente de dilatación volumétrica
g : Aceleración de gravedad
ΔT : Diferencia positiva de temperatura entre la pared y el aire
Ρ : Densidad del aire
µ : viscosidad del aire
~ 50 ~
Cp : Capacidad calorífica del fluido
k : conductividad térmica del fluido
Condiciones de trabajo
Temperatura del aire: Ta = 25 0C
Temperatura de la superficie: Ts = 115 0C
Propiedades del aire a la temperatura de película media de:
Tf = 70 0C = 343,15 k
ρ = 1,03 Kg/m3
β = 1/T = 1/343,15 K = 2,91*10-3 K-1
g : 9,81 m/s2
ΔT : 90 K
Cp : 1,01 Kj/kg K
µ : 2,05*10-5 kg/m s
k : 2,87*10-5Kw/m K
L : 1,92 m (altura de sección cilíndrica + altura sección cónica)
Reemplazando los datos y determinando el grupo :[Pr,Gr], se tiene:
[PrGr] = 3,31*1010
Conociendo que, para [PrGr] > 109 se cumple la siguiente expresión de Earle
(1998):
hc = 1,8 (ΔT)0,25
Reemplazando se tiene:
hc = 1,8(90)0,25 = 5,54 W/m2 K =4,77 kcal/ m2 h 0C
~ 51 ~
4.2.1.5. CALCULO DEL ÁREA EXTERNO DEL MATERIAL UTILIZADO EN
EL TANQUE DE EXTRACCIÓN
De acuerdo a los resultados de dimensionamiento del tanque de extracción,
detalladas conformado por la sección cilíndrica y la sección cónica en la parte
inferior de descarga, se tiene los siguientes resultados. Estos cálculos e
realizaron previamente en el diseño de equipo.
Diámetro del tanque D = 0.581 m
Altura de la sección cilíndrica Hcsi = 0.659 m
Altura de la sección conica Hsco = 0.503 m
Angulo del cono θ = 600
Asci = π*D*Hsci = 1.2029
Asco = π*D2/(4*cosθ) = 0.53
A0 = 1.733
Reemplazando en la ecuación de pérdida de energía por convección se tiene:
Qc = hc* AO*ΔT = (4.77)(1.733)(90) = 744.037 kcal/h
Para una hora de operación del tanque de extracción:
QC = 744.037 kcal
Calor perdido por radiación
Determinando con la siguiente expresión:
Qr = A*σ * E*(T4s - T
4a)
Donde:
Qr :calor perdido por radiación
σ : constante de Stefan-Boltzman = 5.67*10-8 W/m2K4
~ 52 ~
E :emisividad del material = 0.074 (Ocon tojo, 1967)
TS : Temperatura absoluta superficial del material = 115 oC = 388.15 K
A :Area externa del tanque de extracción = 1.733
Luego el calor perdido por radiación es Qr = 109.714 J/s = 94.43 kcal/h
Para una hora de operación del tanque de extracción se tiene porque consiste
en 2 etapas 30 minutos por etapa según bibliografía.
Qr = 94.43 kcal
Calor sensible absorbido por el tanque de extracción
Determinado a través de la siguiente expresión:
Qs =mr*Cp*ΔT
Donde:
Qs : calor absorbido por el material o recipiente de extracción
Mr : masa de recipiente (AISI 316)
Cp : calor especifico del recipiente = 0,11 kcal/kg 0C (Ocon Tojo, 1967)
ΔT : Variación de temperatura (115 – 25) 0C = 90 0C
Calculo de la masa del recipiente:
mr = AO*e*ρm
Donde:
ρm : densidad del material del recipiente = 8238 kg/m3 (Ocon Tojo, 1967)
e : espesor del material acero = 3,18*10-3 m
La masa total del recipiente será:
mr = (1,733)(3,18*10-3)(8238)
~ 53 ~
mr = 45,399 kg
Por lo tanto, el calor sensible ganado por el material de construcción del tanque
es:
QS = mr*Cp*ΔT =449,45 kcal
4.2.1.6. CALOR TOTAL PERDIDO EN SUS DIFERENTES FORMAS
La sumatoria de las diversas pérdidas de calor determinadas alrededor del
tanque son:
QP = Qconveccion + Qradiacion + Qsensible de lixiviador
QP = 744,037 + 94,43 + 449,45
QP = 1287,917 kcal
4.2.1.7. CALOR TOTAL NETO (QTOTAL)
QTOTAL = Q1 + QP = 20449,80 + 1287,917
QTOTAL = 21737,717 kcal
Considerando un margen de seguridad de 20%
QTOTAL = 26085,2604 kcal
4.2.2. VAPOR TOTAL REQUERIDO EN LA CALEFACCION DE LA
CHAQUETA
Para calcular el requerimiento de vapor de calefacción que debe circular a
través de la chaqueta se tiene la siguiente expresión:
Q = mv *λV
mv = Q/λv
Si el vapor circula por la chaqueta a la temperatura de 115 0C, que corresponde
a una presión de 25 lbf/pulg2abs. Y sale como liquido saturado a la misma
presión, y además se tiene que el calor latente de vaporización:
~ 54 ~
λv = Hg – Hf= 529,7 kcal/kg
Considerando que el tiempo de operación y flujo de vapor hacia la chaqueta del
tanque de extracción es una hora, se tiene que el flujo de vapor será:
mv = Q/ λv = (26085,2604 kcal/h)/( 529,7 kcal/kg)
mv = 49,25 kg/h
El consumo de vapor para la primera extracción es de 49,25 kg/h; el consumo
de vapor para operar la segunda extracción, por la similitud de las condiciones,
también se aproxima muy bien al cálculo de la primera etapa,
4.2.3. BALANCE DE ENERGIA EN EL EVAPORADOR.
El extracto total obtenido en la etapa de extracción ( ET = 531,93kg ) se carga
al evaporador al vacio para concentrar hasta un 15% en peso de sólidos
solubles,
Donde:
F : Masa de alimentación (extracto diluido) = 531,93kg
TF : Temperatura de alimentación = 50 0C
L : Liquido concentrado = 27,78 kg
XL : concentración final (15% peso sólidos solubles) = 0,15
TV : Temperatura de vapor eliminado = 60 0C
F, XF,TF
S, TS
V, TV
S, TS
L, XL, TL
~ 55 ~
S : Vapor de agua saturado ( sistema de calentamiento)
TS : Temperatura de vapor de agua saturado = 115 0C
De acuerdo al análisis de balance de materia, para el caso de la operación del
evaporador determinamos que:
V = F – L = 531.93 – 27.78 = 504.15 kg
XF = (L* XL)/F = (27.78 kg)(0.15)/(531.93) = 0.00783 = 0.783 % en peso
Por lo cual se entiende que el evaporador trabaja con una solución de carga (F)
bastante diluida, que justifica la concentración para proseguir el secado en el
atomizador.
4.2.3.1. ECUACIÓN DE BALANCE DE ENERGÍA Y CALCULO DE VAPOR
DEL SISTEMA DE CALENTAMIENTO.
En principio, el calor entregado por el sistema de calentamiento (vapor
saturado) es la que debe aprovecharse para la concentración del liquido
diluido, cumpliéndose la siguiente ecuación de balance de energía neta:
Q = S*λS = V*HV + L*HL – F*HF
Apartir de la ecuacion anterior, se estima el requerimiento de vapor en el
sistema de calentamiento, a traves de la siguiente expression reordenada:
S = (V*λV + F*CpF(Tbs – TF))/λS
Donde:
Calor latente de vaporización del vapor eliminadoλV = 563.7 kcal/kg
(determinado a TV = 60 0C, que es la temperatura de la cámara del evaporador)
Calor latente de vaporización del vapor calentamiento λS = 529.7 kcal/kg
(determinado a TS = 115 0C, temperatura vapor del sistema de calentamiento)
Calor especifico de la mezcla diluida alimentada CpF = 1.0 kcal/kg 0C
~ 56 ~
Temperatura de ebullición de la solución Tbs = 60 0C
(Considerando despreciable la elevación del punto de ebullición)
La presión dentro del evaporador es de 149,4 mmHg abs,, que permite la
concentración al vacio, a esta presión le corresponde una temperatura de
ebullición del solvente puro de 60 0C, que correspondería aproximadamente a
la temperatura de ebullición de la solución concentrada al interior del
evaporador, despreciándose el efecto de la elevación del punto de ebullición
por el nivel de concentración,
Reemplazando los datos en la ecuación de determinación del vapor del sistema
de calentamiento se tiene:
S = (504,15*563,7 + 531,93*1,0(60 – 50))/(529,7)
S = 546,55 kg
Considerando un factor de incremento del 20% para los efectos de perdidas
térmicas en la transferencia de calor desde el sistema de calentamiento a la
solución del evaporador, se tiene el siguiente requerimiento de vapor,
S = 546,55 * 1,20 = 655,86 kg
Considerando que el evaporador procesa la carga liquida por operaciones
batch de 3 horas netas, se tiene que el consumo horario de vapor en la
concentración es de:
mV = 655,86/3 = 218,62 kg/h
el flujo de energía térmica transferida desde el vapor usado en el sistema de
calentamiento hacia la solución del evaporador es de:
Q = mV*λS = (218,62 kg/h)(529,7 kcal/kg)
Q = 115803,014 kcal/h = 134,6 Kw
~ 57 ~
4.3. DISEÑO DE EQUIPO „TANQUE DE EXTRACCION‟
4.3.1. CALCULO DE VOLUMEN:
El volumen del tanque de extracción es la suma de los volúmenes de cada
línea de alimentación, es decir:
V EXT = VF + VS
DONDE:
V EXT = volumen del tanque de extracción, m3
VF = volumen ocupado por la uña de gato molida, m3
VS = volumen ocupado por el agua, m3
Densidad ρ F = 640 kg/m3, uña de gato molido dato bibliográfico.
CALCULOS DE VOLUMENES DE CADA LINEA: (primera línea)
A: línea F1: uña de gato molida
VF = mF / ρF = 48,42 kg / 640 kg/m3 = 0,076m3
B: línea F2: agua
VS = 291,85 kg / 980 kg/m3 = 0,298 m3
Sumando ambas componentes se tiene:
V EXT = 0,374 m3
Para efectos de diseño se considera un factor adicional de 20% sobre el
volumen calculado, luego el volumen nominal es:
V, nominal = 1,2 X VEXT
V, nominal = 0,449 m3
~ 58 ~
4.3.2. DIMENSIONES DEL TANQUE DE EXTRACCIÓN:
Según el código ASME, para extractores con agitación, se debe cumplir con la
siguiente relación:
H/D = 2 – 5; donde: H = altura
D = diámetro
El recipiente será en forma cilíndrica con fondo del tipo casquete cónico, por lo
que el volumen total del extracto será:
V tanque = V cilindro + V cono
V tanque = π r 2Hsci + (1/3) πr2Hsco
Donde:
Hsci = altura de la sección cilíndrica,
Hsco = altura de la sección cónica,
Sea:
H/D = 3,5
(Hsci + Hsco) = 3,5D
Hsci = 3,5D – D/2 tag60º
Hsco = (D/2) tag60º
Reemplazando en la ecuacion del volume total del tanque de extraccion:
r2 = D2/2
V tanque = (π D2/4)( 3,5D – D/2 tag60º ) + (1/3)( π D2/4) (D/2) tag60º
Simplificando y reemplazando los datos se tiene:
V tanque = (π D2/4)( 3,5D – D/2 tag60º ) + (1/3)( π D2/4) (D/2) tag60º
D = 0,581 m
Hsci = 0,659m
~ 59 ~
Hsco = 0,503m
Finalmente las especificaciones finales del tanque de lixiviación y el esquema
del equipo son los siguientes:
Altura que ocupa la materia prima (F)
Volumen = 0,449 m3
Altura = 0,659 + 0,503 = 1,162m
Hsco (F) = (DF/2) tag60º…………,(1)
VF = (π DF2/12) ……………………,, (2)
DF = 0,54
Hsco (F) = 0,468 m
Calculo del espesor de las paredes
Para la confección del recipiente, el material adecuado recomendable es el
acero inoxidable de calidad 304; (SS – 304) (jhon Perry,“ manual del ing,
Químico”, materiales de construcción, sec, Ed, (1962),
Calculo del espesor:
Para recipientes cilíndricos, se recomienda la siguiente ecuación:
T = PR / (SE - 0,69P)
~ 60 ~
T = espesor de la pared del tanque, pulg,
P = presión máxima de trabajo, con un factor de 50 % de mas,
a 115ºC 25,0 lbf/pulg2 (vapor de la chaqueta) + 50% = 37,5 lbf/pulg2
R = radio interno del recipiente en pulgadas = 0,0,2905 = 11,437 pulg
S 60 – 70ºC = 15650 lbf/pulg2 (código ASME y API – ASME)
E = eficiente de la junta de soldadura
Para junta simple reforzada E = 0,65 (código ASME)
Reemplazando:
t = 37,5)(11,437) / ((15650)(0,65) – (0,6)(37,5))
t = 0,042 pulg,
Considerando un adicional de 20 % en espesor por seguridad del diseño y
corrosión, se tiene:
T = 0,042 pulg, …………………………,, t = 0,051 pulg,
En el mercado se encuentran los siguientes espesores:
Pulg, 1/32 3/32 1/16 1/8 3/16 ¼ 3/8 5/8 7/8
Pulg, 0,031 0,0938 0,0625 0,125 0,1875 0,25 0,375 0,625 0,875
Por tanto el espesor corresponde a 1/16 pulg, Que equivale a un espesor de
plancha metálica de ; e = t = 1/16 pulg = 0,0625 pulg = 1,59 mm,
4.3.3. CALCULO DE ESPESOR DE LA CHAQUETA:
A la chaqueta ingresa vapor saturado a una temperatura de 115 ºC, que
equivale a una presión de 25,0 lbF/pulg2, El calculo de espesor se reraliza con
la misma expresión anterior, sujeto a la siguiente información:
T = PR / (SE - 0,69P)
P = 37,5lbF/pulg2,
~ 61 ~
D = DO + 2*2” = (Di + 2t) + 2*2” = (37,8 + 2(0,0625)) + 2(2) = 41,925 pulg,
Se considera 2” de luz en la chaqueta por donde ingresa el vapor, luego:
R = 20,9625 pulg,
E = 0,75 de acuerdo al material y según el código ASME
S115ºC = 11250 lbF/pulg2
Reemplazando y realizando operaciones se tiene:
tch = 0,09345 pulg,
Entonces espesor de chaqueta será = 3/33 pulg,
Por razones de seguridad, considerando un factor adicional de 20 % de
diseño,
tch = 0,11214 pulg,
También corresponde las planchas de 1/16 pulg,
4.4. ESPECIFICACIÓN Y SELECCIÓN DE MAQUINARIAS Y EQUIPOS
ESPECIFICACIÓN DE EQUIPOS: los equipos se han seleccionado el
deacuerdo al catalogo MAV servicie S.A.
4.4.1. LIXIVIADOR REACTOR ENCHAQUETADO
Volumen 0,449m3
Diámetro 0,581m
Altura 1,162m
Material acero inoxidable SS - 304
Malla
Motoreductor 3.5 HP
Espesor de paredes 1/16”
Espesor de paredes de la chaqueta 3/32”
~ 62 ~
NOTA: internamente debe tener un tamiz de plancha perforada de 2 mm de
diámetro como una especie de cernidor para retener el material agotado, debe
contener un niple de salida con una valvula de esfera ( globo) de 1” para la
descarga del extracto liquido y otra valvula de 2 ½” para la descarga del
material agotado.
4.4.2. TINA DE TAMIZADO
Volumen 0,60m3
Altura 1,00m
Ancho 0,50m
Largo 1,20m
Material acero inoxidable
Malla Nº 80 ASTM
(conniple de salida de 1,52 en el fondo)
4.4.3. MOLINO DE MARTILLO
Capacidad 150 kg/h
Potencia 3,0 HP
Material acero inoxidable SS – 316
Rpm 1200
4.4.4. EVAPORADOR - CONDENSADOR ENFRIADOR
Volumen 1,0m3
Area de transferencia de calor del evaporador 3,96m2
Longitud del condensador 1,5 m
Numero de tubos 75 tubos
Diámetro de tubos 15 mm
~ 63 ~
Area de transferencia de calor del condensador enfriador 4,65m2
Motoreductor 3,5 HP
4.4.5. ATOMIZADOR
Tipo centrifuga de discos
Material acero inoxidable SS-316
Capacidad de evaporación 40-50kg H2O/h
Rango de temperatura de entrada de aire caliente 170-200ºC
Recomendable 80ºC
Rango de temperatura de salidade aire caliente 80 – 120ºC
Recomendable 90ºC
Diámetro de disco 100mm
Numero de revoluciones 20000rpm
Numero de venas 30
Calentamiento de aire gas propano
Diámetro de cámara cilíndrica 3,00m
Altura de cama cilíndrica 1,20m
Altura de sección cónica 2,60m
Angulo de sección angular 60º
4.4.6. BOMBAS
Tipo centrifuga
Cantidades 0,3
01 bomba 1,5 HP
02 bombas 0,5 HP
~ 64 ~
01 bomba de vacío 3.5 HP
Material acero inoxidable SS-316
4.4.7. FILTRO DE PRENSA
Presión de operación 500kpa
Marcos de polipropileno 8
Placas de polipropileno 9
Material de los filtros lodos de propileno y papel filtro.
4.4.8. CALDERO
(deacuerdo al catalogo MAV service S:A, se selecciono)
Potencia 20BHP
Modelo JL
Superficie de calentamiento 110 pies2
Combustible tipo diesel 6 gal/h
Consumo de agua 90 gal/h
Potencia de consumo 2,3 kw
4.4.9. EQUIPO DE INTERCAMBIO IONICO
Producción de agua des ionizada 1,0m3/regenerada
4.4.10. TANQUE DE ALMACENAMIENTO CON CHAQUETA
Capacidad 1,5 m3
~ 65 ~
Espesor, pared y chaqueta 1/16”
(Con triple de salida de 1,5” en el fondo)
Material acero inoxidable SS-316
4.4.11. TANQUE DE DOSIFICACION
Capacidad 300L
Material acero inoxidable SS-316
(Con triple de salida 1,5” en el fondo)
4.4.12. TANQUE PARA EXTRACTO CONCENTRADO
Capacidad 300L
Material acero inoxidable SS-316
(Con triple de salida 1,5” en el fondo)
4.4.13. EN ALMACEN
Balanza de plataforma 150 kg( capacidad)
Carretillas 02
~ 66 ~
CAPITULO V
INSTALACIONES DE TUBERÍAS DE VAPOR, INSTALACIONES
ELÉCTRICAS E ILUMINACIÓN
5.1. TUBERIAS DE VAPOR:
5.1.1. VISTA FRONTAL Y SUPERIOR DE LOS EQUIPOS QUE
DEMANDADAN VAPOR.
~ 67 ~
5.1.2. DETERMINACIÓN DE DIÁMETRO ADECUADO PARA (CALDERO-
LIXIVIADOR Y LIXIVIADOR-EVAPORADOR).
TRAMO CALDERO-LIXIVIADOR.
L.R = 5,73m +3m +3m = 11,73m
L.R = 38,47 ft (pies)
L.E. = 1,1 (38.47) = 42,32 ft
Para el evaporador = 218,62kg/h (hallado en balance de energía)
Para el lixiviador = 49,25 kg/h. (hallado en balance de energía)
Necesidad de vapor = (218,62+ 49,25) kg/h
Necesidad de vapor = 267,87 kg/h = 590,55 Lb/h
Necesidad de vapor (1.1) = 649,61 Lb/h.
Tenemos presión máxima de lixiviador = 37,5 Lb/pulg2
Calculo de caída de presión en tramo caldero – lixiviador = 0,02 (42,32)
Caída de presión = 0,85 Lb/pug2
Presión del caldero = 37,5 + 0,85 = 38,35 Lb/pulg2
Calculo F de P en tablas: (F de P) CALDERO = 2250;
(Fde P) LIXIVIADOR = 2180.
V = 8,05
Calculo de F = 1,65 = 2,0, con este valor en tablas hallar D,x,y.
D = 2 pulg.
X = 1215Lb/h
Y = 160pies/s
Verificando v.
160pies/s……………………10pie3/Lb
X………………………8,05pie3/Lb
x = 128,8pies/s
Verificando con flujo de vapor:
128,8pies/s…………..1215Lb/h
Y……………….649,61 Lb/h
Y = 68.86 Lb/h….. Este valor es inferior al limite superior por lo
que se acepta el diámetro: D = 2 pulg.
TRAMO LIXIVIADOR-EVAPORADOR.
L.R = 8,25m +3m = 11,25m
~ 68 ~
L.R = 36,90 ft (pies)
L.E. = 1,1 (36,90) = 40,59 ft
Necesidad de vapor = 218,62kg/h = 480,96 Lb/h
Necesidad de vapor (1.1) = 529,06 Lb/h.
Presión máxima de lixiviador = 37,5 Lb/pulg2
Calculo de caída de presión = 0,02 (40,59)
Caída de presión = 0,81 Lb/pug2
Presión del evaporador = 37,5 - 0,81 = 36,69 Lb/pulg2
Calculo F de P en tablas: (F de P) EVAPORADOR = 2100;
(Fde P) LIXIVIADOR = 2180.
V = 8,15
Calculo de F = 1,97 = 2,0, con este valor en tablas hallar D,x,y.
D = 1 ½ pulg.
X = 570Lb/h
Y = 125pies/s
Verificando v.
125pies/s……………………10pie3/Lb
X………………………8,15pie3/Lb
x = 101,88pies/s
Verificando con flujo de vapor:
101,88pies/s…………..570Lb/h
Y……………….529, 06 Lb/h
Y = 94,56 Lb/h…. Este valor es inferior al limite superior por lo que
se acepta el diámetro: D = 1 1/2 pulg.
5.2. INSTALACIONES ELÉCTRICAS.
5.2.1. CONSIDERACIONES PARA LAS INSTALACIONES:
5.2.1.1. LÍNEA DE INGRESO A LA PLANTA
Para la planta de usara corriente alterna trifásica de 220 Vde 60 Hz porque en
nuestra planta se usa motores de 0,5 HP, 1,5 HP y 3,5 HP
5.2.1.2. TRANSFORMADOR
~ 69 ~
Se usara transformador (tipo B) reductorde entrada desde 1000 v a 220 v,
salidas 380v 220v 440v etc.De marca Pysel. (Es un transformador seco con
ventilación automática)
5.2.1.3. TABLERO GENERAL
El tablero seleccionado tiene la satisface las necesidades requeridas en la
planta. Tiene las siguientes características:Las paredes están hechas de acero
de 1/6‟‟
Compone de elementos principales como: interruptores térmicos, fusibles,
barra de cobre, llaves de corriente monofásica y trifásica.
5.2.1.3. REDES Y DISTRIBUCIÓN
Las redes de distribución estarna compuestos por cables de cobre de la
codificaciónAWG
5.2.2. CÁLCULO DE INTENSIDAD DE CARGA PARA MOTORES
Esquema de instalación del tablero general:
~ 70 ~
Instalación típica de un motor.
MOTORES USADOS POTENCIA(Hp)
De tanque de agua 0,5
Para filtro prensa 0,5
Para tanque de extracto 0,5
Para dosificador 1,5
a).-calculo de intensidad de carga inicial de cada motor
Calculamos la intensidad de carga inicial de cada motor con la potencia
descrita usando la tabla (II-4)
MOTORES USADOS POTENCIA(Hp) INTENSIDAD (A)
De tanque de agua 0,5 2,0
Para filtro prensa 0,5 2,0
Para tanque de extracto 0,5 2,0
Para dosificador 1,5 3,0
b).-determinación de la capacidad de los conductores
Incrementando el 25% de la intensidad de la carga inicial y redondeando según
la tabla (II-5)
~ 71 ~
INTENSIDAD (A) AL 125% DE INTENSIDAD REDONDEO
2,0 2,5 15
2,0 2,5 15
2,0 2,5 15
3,0 3,75 15
C.-determinación del calibre de los conductores
Con el amperaje redondeado determinamos el calibre del conductor en la tabla
(II-5)
A AGW 15 14 15 14 15 14 15 14
d).-determinación del diámetro de tuberías por donde pasan los
conductores.
Con el calibre AWG y el #de conductores se determina el diámetro de la
tubería. # de conductores : 3 para motor de compresora
# de conductores para los demás motores: 2.
AGW Diámetro tubería (pulga)
14 0,5
14 0,5
14 0,5
14 0,5
e).- cálculo de amperaje de cada fusible.
Incrementando el 300% a la carga inicial y redondeando a las medidas
comerciales se tiene:
~ 72 ~
INTENSIDAD (A)
INCREMENTO
(300%)
REDONDEANDO
A MEDIDA
COMERCIAL(A)
2,0 6,0 15
2,0 6,0 15
2,0 6,0 15
3,0 9,0 15
f).-cálculo de la capacidad de la llave de cada motor.
INCREMENTO (300%) INCREMENTO (20%) MEDIDA COMERCIAL(A)
6,0 7,2 15
6,0 7,2 15
6,0 7,2 15
9,0 10,8 15
g).- cálculo del fusible de la llave general del tablero de fuerza
Considerando la intensidad del motor de la compresora y agregando 25% ,
luego sumando las cargas de los demás motores y finalmente aumentando el
300% se tiene:
I = (3A x 1.25 + (2 +2+2))*300%
I =29.25A
Tamaño comercial : I=30A
h).- cálculo de la llave general.
Incrementando el 20% a la carga de fusible del tablero de fuerza se tiene:
I= 30x 1.20 =36A
Tamaño comercial: I=40ª
~ 73 ~
5.2.3. CÁLCULO DE LA INTENSIDAD DE ILUMINACIÓN.
a).- determinación del nivel de iluminación según el ambiente
IC = (L x a)/h (L x a)
AREAS LONGITUD ANCHO ALTURA AREA UNITARIA AREA TOTAL lux IC código
SALA DE PROCESOS 18.00 12.50 3.00 224.97 224.97 500 2.46 D
ALMACEN DE MATERIA PRIMA 6.00 4.00 3.00 24.00 24.00 150 0.80 I
ALAMACEN DE PRODUCTO 5.00 3.00 3.00 15.00 15.00 150 0.63 J
LABORATORIO 3.00 3.00 3.00 9.00 9.00 600 0.50 J
MATENIMIENTO INDUSTRIAL 4.00 4.00 3.00 16.00 16.00 150 0.67 J
AGUA Y COMBUSTIBLE 4.00 4.00 2.00 16.00 16.00 150 1.00 H
GUARDIANIA 2.00 2.00 2.50 2.62 2.62 120 0.40 J
SERVICIOS HIGIENICOS 1.50 2.50 2.00 3.75 7.50 120 0.47 J
OFICINA Y ADMINISTRACION 4.50 3.60 2.50 16.00 16.00 500 0.80 I
GERENCIA 3.50 2.50 2.50 8.75 8.75 500 0.58 J
SECRETARIA GENERAL 3.50 2.50 2.50 8.75 8.75 500 0.58 J
TOTAL 348.59
b).- Determinación del tipo de alumbrado y el artefacto
- de luz directa, de tres lámparas por artefacto y de 40 Watt por lámpara
c).- Determinación del coeficiente de utilización
AREAS IC código C.U
SALA DE PROCESOS 2.46 D 0.36
ALMACEN DE MATERIA
PRIMA 0.80 I 0.21
ALAMACEN DE PRODUCTO 0.63 J 0.17
LABORATORIO 0.50 J 0.17
MATENIMIENTO INDUSTRIAL 0.67 J 0.17
AGUA Y COMBUSTIBLE 1.00 H 0.25
GUARDIANIA 0.40 J 0.17
SERVICIOS HIGIENICOS 0.47 J 0.17
OFICINA Y ADMINISTRACION 0.80 I 0.21
GERENCIA 0.58 J 0.17
SECRETARIA GENERAL 0.58 J 0.17
~ 74 ~
Se trabajo con factor de mantenimiento: Fm = 0,65.
d).-determinación del número de lámparas y artefactos
Nº de lámparas = (nivel de iluminación x L x a)/(lumen/lámpara)xCUxFm
AREAS
N0
LAMPARAS REDONDEANDO
N0
DE
ARTEFACTOS
SALA DE PROCESOS 192.31 193 64
ALMACEN DE MATERIA
PRIMA 10.55 11 4
ALAMACEN DE
PRODUCTO 8.14 9 3
LABORATORIO 19.55 20 7
MATENIMIENTO
INDUSTRIAL 8.69 9 3
AGUA Y COMBUSTIBLE 5.91 6 2
GUARDIANIA 1.74 2 1
SERVICIOS HIGIENICOS 1.63 2 1
OFICINA Y
ADMINISTRACION 23.74 24 8
GERENCIA 15.84 16 5
SECRETARIA GENERAL 15.84 16 5
TOTAL 103
e).-cálculo de amperaje.
Para una lámpara potencia: 40 Watt
Margen de diseño: 20%
Potencia = 40x1.20 = 48 Watt
Potencia total (iluminación = Nº de lámparas x 48Watt/lámpara)
Potencia total = 103 x 48 = 4944Watt
Intensidad (I) = Pot/V = 4944Watt/220V = 22.47 A
~ 75 ~
5.2.4. .-cálculo de la intensidad de equipos
EQUIPOS INTENSIDAD(A)
balanza
electrónica 0,67
resistencia 12
computadora (2) 14
impresora 0,5
intercomunicador 0,5
total 27,67
Entonces la sumatoria total de intensidad de corriente de la planta será
Suma total =50.14 A
Cálculo del fusible de la llave general del tablero de fuerza
I= 55A (tamaño comercial)
Cálculo de la llave general:
Con el incremento de 20%
I=66A
Tamaño comercial=70A
~ 76 ~
CAPITULO VI
INSTALACIONES SANITARIAS Y DRENAJE
6.1. INSTALACIONES DE AGUA POTABLE
Para La instalación hacia la planta se tomará el agua de la red pública que
tiene un diámetro de ½ pulgada y se emplearan tuberías de PVC quienes
serán conducidos bajo tierra hasta la zona de proceso y hacia los servicios
higiénicos y por paredes del ambiente de la sala de proceso hacia el tanque de
almacenamiento de agua para caldera y agua para el proceso de extracción.
6.2. INSTALACIONES SANITARIAS Y DRENAJE.
El drenaje de la planta está determinado de las siguientes procedencias:
Agua pluvial
Aguas sucias de limpieza
Aguas fecales.
Aguas de proceso
Agua precipitado del caldero.
Tratamiento de aguas de drenaje:
el agua será vertido al alcantarillado porque se considera una DBO
mínima.
la conexión se hará con tuberías de PVC.
la velocidad de drenaje debe estar 0,3<V<2,5m/s con pendiente de
4mm/m. (datos bibliográficos).
~ 77 ~
Aguas de desecho:
Agua de lavado: 0,715l/s
Agua de desinfección: 0,477l/s
Agua pluvial:
Área de techo de planta: 348,59m2
Área de zona pavimentada: 304,1 m2
I60=500mm/h
# de trabajadores :9 (3 mujeres y 6 varones)
Pendiente: 3,5 mm/m (de la tubería recorrido de agua)
a),-determinación del caudal
Agua de desecho de sanitarios
aparatos
sanitarios
Nº de
aparatos Caudal
caudal
total
inodoro 2 0,067 0,134
urinario 1 0,05 0,05
lavamanos 2 0,5 1,0
total 1,184
Agua de escorrentía
I10 = 2,61 x I60
I10 = 2,61 x 500 mm/h
I10 = 1305mm/h
Determinación de caudal
Q = (C1 x I10 x Si)/3600
Q = (0,85 x 1305x 652,69)/3600 = 208,05 l/s
Cálculo de caudal total
Agua de lavado : 0,715l/s
Agua de desinfección : 0,477l/s
Agua de uso de personal : 1,184 l/s
Agua de escorrentía : 208,05 l/s
Total : 210,42 l/s
~ 78 ~
b).-determinación de diámetro de tubería
Con el caudal de 210,42 l/s y la pendiente de 3.5 mm/m se determina el
diámetro que es igual a 60 cm.
Verificando el diámetro con la velocidad: QI/Q = 342.891/363 = 0.94
VI/V = 1,16
VI = V x 1,16
VI = 1,285 x 1,16 = 1,491
Entonces esta velocidad es menor que 2,5 m/s
Por lo tanto el diámetro de la tubería será de 60cm.
6.3. VALORES DE PROXIMIDAD
Código : significado
A : Absolutamente necesario
E : Especialmente importante
I : Interesante
O : Opcional
U : Indiferente
X : Lejos
XX : Necesariamente lejos
6.4. RAZONES
1 : No se desea contaminación de la materia prima
2 : Prevención de fallas y seguridad por accidente
3 : Para no contaminar el producto
4 : Continuidad del producto
5 : Para facilitar el control e inventariado en el almacén
6 : Por no ser necesario
7 : Para facilidad de trabajo
8 : Para el control de entrada y salida
9 : Polvillo/ruido en el proceso
~ 79 ~
6.4. TABLA RELACIONAL
6.4. DIAGRAMA RELACIONAL DE ACTIVIDADES Y/O RECORRIDO
VALORES DE PROXIMIDAD.
A : (1.2),(9.10),(9.11),(10.11),(1.3)
E : (1.9),(1.10),(1.11),(2.9),(2.10),(2.11),(3.4),(5.6)
I : (2.4),(3.5)
O : (1.4), (1.7), (2.7),(5.9),(5.10),(5.11),(7.9),(7.10),(7.11)
U
:(1.5),(1.8),(1.5),(2.8),(3.9),(3.10),(3.11),(4.5),(4.7),(4.8),(4.9),(4.10),(4.11
),(5.7),(5.8),(6.7),(6.8),(6.9), (6.10),(6.11)
X: (3.6),(3.7),(3.8),(4.6),(8.9),(8.10),(8.11)
XX: (9.6), (2.6)
~ 80 ~
6.5. SIMBOLOS:GRAFICA DE PARES ORDENADOS
7.1.7.
~ 81 ~
6.6. DIAGRAMA RELACIONAL DE ESPACIO
Unidad De Área
Es: 3 m
ZONA Área(m2) Unidad
de área
Almacén de materia prima 24.00 8
Almacén de producto terminado 15.00 5
Sala de proceso 224.97=2
25
75
Laboratorio 9.00 3
Mantenimiento industrial 16.00 6
combustible 16.00 6
Guardianía 2.62=3 1
SS.HH y vestidores 7.50=8 2
Oficina administrativo 16.00
6
Gerencia 8.75=9
3
Secretaria general 8.75=9
3
~ 82 ~
6.7. DISPOSICION IDEAL
~ 83 ~
6.8. DISPOSICION PRÁCTICA
6.9. DISPOCION EN PLANO.
Ver anexo adjunto.
~ 84 ~
ANEXO
