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  EQUIPO 8 INTEGRANTES: AGUllAR MANZANO MAW DEL MIAR CORDOVAVILLALOBOSZULMA L/MORALEZ LEDEZMAMARGARITA RESENDIZ AVILA HUGO SANCHEZ FELlClANO HORMA %\QO\t4\C& x\ C~~C.\&-i-ULQ
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EQUIPO 8 INTEGRANTES: AGUllAR MANZANO MAW DEL MIAR CORDOVAVILLALOBOSZULMA L/MORALEZ LEDEZMAMARGARITA RESENDIZ AVILA HUGO SANCHEZ FELlClANO HORMA %\QO\t4\C& x\ C~~C.\&-i-ULQ - \SS6 CITRIrnC.... INDICE I.- GENERALIDADES 11.- ANALISIS DE MERCADO -Producto... -Plaza... Estudio de la demanda... Estudio de la oferta... -Precio... -Comercla11zaclon..., ANALISIS TECNICO -Tamaño de la planta... -Programa de producción....macrolocahzaclon Microlocalizaclon V.- ANALISIS TECNOLOGICO -Selection de tecnología... -Ingeniería básica..... Bases y crlterlos de diseño Descrlpclon del proceso... Diagrama de bloques del proceso... Especificaciones de equipo de proceso... Diagrama de distribucion de áreas y equipo... -Tratamiento de aguas residuales Diagrama de flujo de la planta de tratamiento de aguas ~ Parque Industrial San Miguel Km Carretera Federal México-Puebla Calle 2 y Avenida 5. Tel: 91 (2) m CIT!IrnC V.- ANALISIS -Estimación de la inversión fija y capital de trabajo... Inversión fija... Capital de trabajo... -Estimación de costos y presupuestos de operación... Presupuesto de ingresos... Presupuesto de egresos... -Evaluation financiera... Estado proforma de resultados Punto de equlllbrlo... Cálculo de indicadores financieros... Análisis de sensibilidad VI.. GENERALES -Conclusiones generales Blbhografia Parque Industrial San Miguel Km Carretera Federal México-Puebla Calle 2 y Avenida 5. Tel: 91 (2) RESUMEN EJECUTIVO Los aditivos para alimentos constituyen una especialidad química que abarca varias familias de productos: -Sabores y fragancias -Emulsificantes -Colorantes -Antioxidantes -Acidulantes -Edulcorantes -Espesantes -Estabilizantes -Gelificantes, etc. Existen aditivos naturales, semisintéticos y sintéticos. De las familias de aditivos para alimentos las más interesantes en cuanto a volumen de ventas son los sabores y fragancias, edulcorantes y emulsificantes. Los factores relevantes que han sido identificados a nivel internacional como propiciadores del consumo de los aditivos para alimentos son: I. Consumo de comidas semipreparadas. 2. Eliminación de pérdidas por un control sanitario deficiente en el procesamiento de los productos alimenticios. 3. Aumento de la capacidad de almacenamiento y vida de anaquel. 4. Incremento de la población urbana La pectina es un aditivo natural utilizado en la industria alimentaria como agente gelifícante, espesante o estabilizante y en la industria farmacéutica se emplea como laxante intestinal y agente hemostático principalmente. La pectina se extrae del tejocote, materiales vegetales de desecho, tales como cáscaras de cítricos y bagazo de manzana, entre otros. La pectina usada en la industria de alimentos se clasifica en dos grupos conforme a la propiedad de gelificación que surge de su grado de metoxilación y así se tienen pectina de alto metoxilo y pectina de bajo metoxilo. En base al 30% de utilización de pectina de bajo metoxilo del sector alimentario se determinó una demanda potencial de 136 Todañ0 para la elaboración de mermeladas, capsup, helado, yoghurt y salsa picante. Parque Idustrial San Miguel Km Carretera Federal México-Puebla Calle 2 y Avenida 5. Tel: 91 (2) En México no existe industria alguna que satisfaga la demanda de pectina de bajo metoxilo, por lo que se tiene que recurrir a las importaciones. Para 1994 las importaciones ascendieron a toneladas, por lo que los toneladas restantes cubren las necesidades de otros productos quetambién utilizan pectina de bajo metoxilo. Para el análisis de mercado, se hizo la suposición deque el 100% de las importaciones de pectina a nuestro país son de bajo metoxilo, ya que en México, si existe una planta productora de pectina de alto metoxilo que satisface la demanda nacional. Se determinó que las industrias consumidoras en su mayoría se encuentran localizadas en el D.F. y kea metropolitana. Las pectinas de bajo metoxilo son apropiadas como gelificantes en postres lácteos y se prefieren en lugar de las carrageninas, pues a diferencia de éstas, las pectinas de bajo metoxilo no reaccionan con la caseína en el gel para formar un precipitado parecido al queso en la interfase, por ésta y otras razones las industrias prefieren a las pectinas por sobre todos los posibles sustitutos, ya quel desplazarlas, implicaría bajas ventas, debido a que sus productos no tendrían las mismas características. Por lo tanto, la pectina de bajo metoxilo es indispensable para mantener la calidad de los productos mencionados anterionnente. Uno de los objetivos de este proyecto es sustituir parte de las importaciones de pectina de bajo metoxilo con un 50% de cobertura del mercado potencial que equivale a 117 toneladas de pectina de bajo metoxilo al quinto año de la puesta en marcha. La industria que se encuentra en México y que cubre la demanda nacional de pectina de alto metoxilo, es Danisco Ingredients Mexico, S.A. de C.V. (antes Grindsted de México S.A. de C.V.), que tiene su planta productora en Tecomán, Colima, de la cual se sabe que el 10% de su producción total la exporta a su planta ubicada en Dinamarca para procesarla a pectina de bajo metoxilo y que posteriormente se importa a México como tal. Debido a que México se abastece de pectina de bajo metoxilo a través de las importaciones, su precio está regido por el mercado cambiario y se eleva gradualmente. Además, la comercialización de la pectina está monopolizada por la compañía Danisco Ingredients México, la cual controla los precios del mercado y da a más bajo precio el producto. Parque Idustrial San Miguel Km Carretera Federal México-Puebla Calle 2 y Avenida 5. Tel: 91 (2) Para determinar la localización de la planta se realizaron una serie de comparaciones, tomando en cuenta el mercado potencial, la disponibilidad de las materias primas, disponibilidad y calidad del agua, corriente eléctrica, facilidades de transporte, entre otros. Se realizaron matrices para la selección del lugar más idóneo para la instalación de la planta, resultando elegido el estado de Puebla, específicamente el parque industrial San Miguel (antes llamado San Martin Texmelucan) por reunir las mejores características requeridas en los servicios. Otro aspecto que se determinó fue el tamaño de planta, evaluándose los factores que influyen de manera predominante; tales como características del mercado, tanto de consumo como de abastecimiento, mano de obra, disponibilidad de recursos financieros y las políticas económicas. Posteriormente se procedió a la selección y evaluación del equipo y tecnología de acuerdo a las necesidades del proceso de obtención de pectina cítrica de bajo metoxilo amidada. De acuerdo a la tecnología seleccionada, se procedió a realizar la ingeniería básica, donde se incluye la descripción del proceso, que consiste en un pretratamiento a las cáscaras del cítrico ( que bien pueden ser cáscaras de limón, naranja y toronja ), seguida de una extracción con ácido nítrico a 75 C por una hora, posteriormente se procede a la precipitación de la pectina con alcohol isopropílico para después someterse a un tratamiento de desmetilación y amidación, para así obtener pectina cítrica de bajo metoxilo amidada, que por último es embalada y almacenada para su posterior venta. Por lo tanto, de todo lo anterior, el proyecto tiene buenas perpectivas ya que cuenta con una tecnología apropiada y además el parque industrial posee los servicios necesarios para el buen funcionamiento de la planta CITRIPEC productora de pectina cítrica amidada de bajo metoxilo. Parque Idustrial San Miguel Km Carretera Federal México-Puebla Calle 2 y Avenida 5. Tel: 9 1 (2) CITRIrnC OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL. - Elaborar un estudio de prefactibilidad para el establecimiento de una planta productora de pectins de bajo metoxilo a partir de la cáscara de htos cítricos. OBJETIVOS PARTICULARES. - Analizar las posibilidades para el establecimiento de una planta industrial productora de pectina de bajo metoxilo para sustituir parte de las importaciones. - Hacer un estudio de mercado para determinar los consumidores potenciales de pectina de bajo metoxilo. - Ofrecer una alternativa para el aprovechamiento de los desechos producidos por la industria procesadora de jugos de fruta cítrica para la producción de pectina. I-GENERALIDADES. 1.1) JUSTIFICACION. Nuestro país cuenta con varias comunidades productoras de frutos cítricos entre los que destacan Colima, Michoacán, Oaxaca, Veracruz, Guerrero, Tamaulipas, Puebla y otros en menor proporción (Anuario Estadístico, INEGI 1995). En México existe únicamente una empresa productora de pectina cítrica de alto metoxilo, cuya razón social es Danisco Ingredients Mexico, S.A. de C.V. (antes Grindsted de México, S.A. de C.V.), la cual se localiza en Tecomán Colima, que es la región con mayor producción de limón en el país. En lo que se refiere a otros estados, no hay industrias que procesen el limón para la obtención de pectinas, inclusive se desperdicia la fuente de extracción ya que muchos industriales tiran las cáscaras o las emplean como forraje, teniendo sólo en mente la extracción de jugo y aceites esenciales, ignorando el gran potencial que posee en relación a las pectinas. La pectina de bajo metoxilo que se consume en nuestro país se importa y su distribución está centralizada básicamente en las siguientes empresas: -Danisco Ingredients Mexico, S.A. de C.V. -Química Hércules, S.A. de C.V. El interés de establecer una planta productora de pectina está en función de las tendencias actuales de la población a consumir alimentos de fácil y rápida preparación, bajos en calorías, La pectina es un material versátil y seguro que se deriva de fuentes naturales. 1.2) INTRODUCCION. Las pectinas o sustancias pécticas son un grupo de compuestos de elevado peso molecular de entre 1, O00 y 400, O00 (Berck, 1980), considerados con frecuencia como polisacáridos o derivados de ellos. Por definición ácidos pectínicos con diferente grado de esterificación; son solubles en agua y tienen capacidad de formar geles en presencia de ácidos, sales y azúcares. Las sustancias pécticas se encuentran asociadas con la hemicelulosa en las paredes celulares de las plantas, y son más abundantes en tejidos suaves, como la cáscara de frutas cítricas, manzanas, peras, tejocote, mientras que en otras los niveles son bajos (Ranker,. 1988). Parque Industrial San Miguel Km Carretera Federal México-Puebla Calle 2 y Avenida 5. Tel: 91 (2) i.. ... i:.:.: CITR~rnC La calidad y cantidad de pectina útil que presenta la fruta depende de la cantidad contenida naturalmente, estado de maduración y nivel de actividad enzimática. Químicamente, la pectina está formada de largas cadenas no ramificadas de ácido poligalalacturónico, con los grupos carboxilo parcialmente esterificados con alcohol metílico; también puede contener pequeñas cantidades de azúcares. La pectina es usada principalmente como agente gelificante en alimentos. Dependiendo del tipo de pectina y de su dosificación y de la composición del sistema en el que actúa, pudiéndose obtener desde texturas suaves y tixotrópicas hasta firmes y cohesivas. Cerca del 80% de toda la pectina es consumida por la industria procesadora de frutas y el grupo de alimentos de jaleas, mermeladas y conservas; pero también se emplea en otras industrias como la farmacéutica por tener cualidades terapéuticas (Nagy, 1977; Badui, 1981). Recientemente se ha informado que la ingestión de grandes cantidades de sustancias pécticas producen descenso en el nivel de colesterol sanguíneo (Bruneton, 199 1). Las materias primas más importantes como fuentes de pectina son la cáscara de agrios (con un contenido de pectina de entre 10 y 30%), residuos de la fabricación de zumos y el bagazo de manzana (con un contenido de pectina de 10 a 20 %). Por lo general, estas materias primas se deshidratan disponiéndose de ellas durante todo el año. Para la industrialización de frutos cítricos y obtención de pectina hay que efectuar las operaciones con gran cuidado si se pretende obtener un alto rendimiento. Para su fabricación, existe una gran diversidad de maquinaria, pero es de interés señalar la conveniencia de establecer una severa vigilancia en las condiciones en las que se extraen y se purifican jugos, con objeto de obtener un producto de calidad excelente y uniforme. Es asimismo importante que el agua sea desmineralizada, principalmente libre de iones calcio y magnesio. También es de importancia la temperatura a la cual se efectúa la extracción la cual está en fimción del tiempo; en general, cuanto mayor sea la temperatura, más breve será la extracción. Dicha extracción es por lo general un proceso discontinuo en solución acuosa que puede ser susceptible de modificaciones según los casos y circunstancias. La pectina obtenida en estado bruto es sometida a la purificación, secado, molienda y homogeneización. El control de las fases de proceso, permite la obtención de la pectina en dos formas: de alto metoxilo (grado de esterificación arriba del 50%) y de bajo metoxilo (grado de esterificación abajo del 50%). La pectina de bajo metoxilo es producida a partir de material vegetal que contiene pectinas de alto metoxilo. La desesterificación de pectina de alto metoxilo se hace bajo condiciones controladas, durante el proceso de manufactura por tratamiento, ya sea por condiciones ligeramente ácidas o alcalinas. Si se utiliza amoniaco en un sistema alcohólico para el proceso de desesterificación, se obtiene una pectina de bajo metoxilo amidada (Glicksman, 1986). Para obtener pectina sólida (que tienen un mejor grado de conservación que en estado líquido) se siguen diversos métodos, entre los cuales se encuentra la precipitación con alcohol que se obtiene por la mezcla con metanol, etanol o isopropanol. El precipitado se lava con alcohol y se prensa para remover impurezas solubles y finalmente se seca y se muele para obtener pectina en polvo. Las pectinas de bajo metoxilo comparadas con las pectinas regulares (de alto metoxilo),se utilizan en presencia de sales de calcio en productos alimenticios. Las nuevas propiedades hncionales de estos hidrocoloides permiten más diversas y variadas aplicaciones, por lo que las pectinas de bajo metoxilo han sido y son usadas en una gran variedad de alimentos, incluyendo una amplia gama de productos gelificados. Parque Industrial San Miguel Km Carretera Federal México-Puebla Calle y 2 Avenida 5. Tel: 91 (2) CITRIrnC ) ANTECEDENTES. ~1 descubrimiento de la pectina fue hecho por Vauquelin en Sin embargo, la sustancia que se había suspuesto era la causa de que los jugos de fruta se convirtieran en jalea, fue extraída Y aislada por Braconnot en 1824, quien la nombró pectins (Proveniente del griego ~Ipe~osII que significa firme, rígido), aludiendo a su principal característica de formar geles (Glisksman., M. 1969). Las propiedades gelificantes de la pectina se han utilizado por siglos desde que el método de conservar fruta por ebullición con azúcar para formar un gel, fue inventado. Durante el siglo XIX, después de la caracterización inicial de la pectina, fue realizada una considerable investigación científica, en relación a su estructura molecular Y SUS Propiedades biológicas y reológicas. El aislamiento de pectinas comerciales de materiales vegetales comenzó a principios del presente siglo y desdentoncese ha producido literatura concerniente a SU química, producción y propiedades funcionales. En 1916, Earlich y Suárez dieron a conocer el aislamiento del ácido D-galacturónico, que en forma de polímero, es el integrante principal de todas las pectinas (Alcalá, 1980). Científicos que trabajaron después de este descubrimiento estudiaron las cualidades de las pectinas más profundamente. Encontraron la explicación de la formación de geles e hicieron así posible para industriales el trabajar con ellos en colaboración cercana para preparar, primero, jugos pécticos y luego pectinas en polvo de alta calidad. Entre 1920 y 1940, quedó establecida la producción de pectina a escala comercial en algunas naciones, y llegaron a formar parte importante del comercio internacional. Muchos investigadores publicaron sus trabajos relacionados con pectina en centenares de artículos y patentes. Durante las últimas décadas, la industria de la pectina ha crecido notablemente, no sólo en América sino también en Europa. Las propiedades fisicas, bioquímicas y fincionales de las pectinas son de gran interés para una gran cantidad de científicos y tecnólogos en alimentos, ya que la pectina puede ser clasificada como un polisacárido complejo, una fibra alimenticia importante, un componente celular vegetal importante y un factor nutricional ubicuo, así como un agente gelificante en alimentos. La primera fuente comercial de pectina fueron los residuos de manzana obtenidos en la fabricación de sidra. Este producto al principio en Alemania se vendía desecado a los fabricantes de gelatina y jaleas. Posteriormente, la producción de concentrados líquidos de pectinas de manzana adquirió gran importancia, poniéndolos al mercado una fábrica de Francfort. Hacia la misma época, en Italia se vendía un extracto bruto de pectina hecho a base de residuos de la fabricación de ácido cítrico a partir de limones. La fabricación en gran escala de pectina a partir de residuos de manzana de las fábricas de sidra se inició en Inglaterra, Francia y los Estados Unidos. En México actualmente existe una industria productora de pectinas a partir de cítricos localizada en el estado de Colima la cual aprovecha como materia prima el limón; producto que se tiene en gran escala y en el estado de Puebla se localiza otra que emplea como materia prima el tejocote. Un reciente adelanto en el campo de las pectinas es la fabricación y utilización de pectinas de bajo éster (Baker, 1948) que contiene 2.5 a 4.5% de metoxilo en vez del 7 al 12% de las pectinas que se encuentran comercialmente. Las pectinas de bajo &ter generalmente se fabrican a partir de pectinas de elevado éster. La desesterificación parcial se efectúa con ácidos, alcalis, enzimas y alcohol etílico o isopropílico amoniacal o hidróxido de amonio concentrado en agua (produciéndose ácidos pectínicos con grupos -Corn2 y -COONH4, que acompañan enel compuesto a los grupos carboxílico y éster metílico. Parque Industrial San Miguel Km Carretera Federal México-Puebla Calle 2 y Avenida 5. Te]: 91 (2) 214-SS CITRIrnC. I1 ANALISIS DE MERCADO PRODUCTO. Como la pectina es un producto totalmente natural, es recomendado por Food and Drug Administrations como GRAS -reconocida en general como segura- (Generally Recognized As Safe) y por CODEX alimentarius -pectinas amidadas y no amidadas- como aditivos alimenticios sin límites de ingestión diaria, AD1 (Aceptable Daily Intake). ECC clasifica a todos los tipos de pectina con el mismo código E440. Por lo que nuestro producto tendrá la misma legislación para este tipo de aditivos. La pectina de bajo metoxilo destinada para la indusria alimentaria deberá contener las siguientes características de calidad: -La pectina deberá tener un color blanco amarillento, sin olor, aspecto mucilaginoso y su tamaño de partícula deberá estar comprendido entre la malla 60 y 80 (Food Chemical Codex, 198 1). -Solubilidad.- La pectina deberá ser completamente soluble en 20 partes de agua, formará una solución coloidal opalescente, de fácil fluidez y será ácida al papel tornasol. Insoluble en alcohol y en otros disolventes orgánicos (Food Chemical Codex, 1981). -Grado de ge1ificación.- Esta especificación es la más utilizada. El grado de gelificación indica los gramos de azúcar que ocupa un gramo de esa pectina para formar una jalea adecuada que contenga el 65% de sólidos solubles (SS). Para medir el grado de gelificación seutiliza el Ridgelímetro. -Tiempo de ge1ificación.- Indica los minutos que se requieren para lograr la formación de gel. Generalmente las pectinas comerciales tienen tiempos de gelificación menores a 5 minutos, cuando ésta determinación se efectúa en condiciones normales de temperatura (3OOC) y de ph
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