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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS SEMINARIO INOCUIDAD EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA Y LA CADENA DE SUMINISTRO DISEÑO DE UN PLAN HACCP PARA UNA PLANTA TIPO DE YOGURT BATIDO T E S I N A Q U E P A R A O B T E N E R E L T Í T U L O D E I N G E N I E R O I N D U S T R I A L P R E S E N T A J A V I E R I S R A E L R A M Í R E Z G Ó M E Z Q U E P A R A O B T E N E R E L T Í T U L O D E I N G E N I E R O B I O Q U I M I C O P R E S E N T A N J U D I T D O M Í N G U E Z L Ó P E Z J O S É L U I S R A M Í R E Z A L C Á N T A R A Q U E P A R A O B T E N E R E L T Í T U L O D E Q U Í M I C O B A C T E R I Ó L O G O P A R A S I T Ó L O G O P R E S E N T A N L U C I A J I M E N E Z R E Y E S A D R I A N A L E A L O R T I Z EXPOSITORES IBQ MARÍA DE LOS ÁNGELES GUTIÉRREZ GARCÍA IBQ. FRANCISCO ING. JOSÉ EDILBERTO BECERRA SÁNCHEZ CIUDAD DE MÉXICO NO. DE REGISTRO 2019 I7.2533 ÍNDICE Resumen ............................................................................................................................................. i Introducción ....................................................................................................................................... ii Capítulo I Marco metodológico ........................................................................................................ 1 1.1. Planteamiento del problema de investigación ..................................................................... 1 1.2. Pregunta de investigación ................................................................................................... 1 1.3. Objetivo general .................................................................................................................. 1 1.4. Objetivos específicos........................................................................................................... 1 1.5. Justificación ......................................................................................................................... 1 Capitulo II Marco teórico .................................................................................................................. 3 2.1. Definición del producto ............................................................................................................. 3 2.1.1. Etapas del proceso para la elaboración de yogurt batido. .................................................... 3 2.2. Fundamentos de inocuidad ...................................................................................................... 4 2.2.1. HACCP .............................................................................................................................. 4 2.3. Fundamentos para la evaluación técnica ................................................................................. 5 2.3.1. Cadena de suministro ....................................................................................................... 5 2.3.2. Ingeniería del proceso ....................................................................................................... 6 3.3.3. Distribución de planta ...................................................................................................... 11 3.3.4. Localización de planta ..................................................................................................... 12 3.3.5. Organigrama.................................................................................................................... 12 3.3.6. Laboratorio ...................................................................................................................... 12 Capitulo III Evaluación técnica del proceso de elaboración de yogurt batido ......................... 14 3.1 Cadena de suministro ............................................................................................................. 14 3.2 Ingeniería del proceso ............................................................................................................. 15 3.2.1 Especificaciones del producto .......................................................................................... 15 3.2.2. Etapas del proceso .......................................................................................................... 17 3.2.3. Materias primas e insumos ............................................................................................. 19 3.2.4. Maquinaria, equipos, utensilios y vehículos .................................................................... 24 3.2.5. Mano de obra .................................................................................................................. 34 3.2.6 Capacidad del proceso .............................................................................................. 41 3.2.7. Distribución de planta ...................................................................................................... 50 3.2.8 Localización de planta ...................................................................................................... 60 3.2.9 Organigrama..................................................................................................................... 61 3.3. Laboratorio ............................................................................................................................. 62 3.3.1. Plan de muestreo ............................................................................................................ 62 3.3.2. Insumos y utensilios ........................................................................................................ 70 3.3.6. Distribución ...................................................................................................................... 76 3.4. Mapa general de la empresa.................................................................................................. 77 Capitulo IV Planificación de inocuidad para el procesamiento de yogurt batido natural. ..... 78 4.1. Plan de prerrequisitos ............................................................................................................ 78 4.2. HACCP ................................................................................................................................... 87 4.2.1. Perfil del producto ........................................................................................................... 87 4.2.2. Diagrama de flujo ............................................................................................................ 88 4.2.3. Análisis de peligros ......................................................................................................... 89 4.2.4. Determinación de puntos críticos de control ................................................................... 90 4.2.5. Plan HACCP .................................................................................................................... 93 Conclusiones ................................................................................................................................... 94 Referencias ...................................................................................................................................... 95 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Simbología del DFP ............................................................................................................ 7 Figura 2. Esquema de SLP ..............................................................................................................11 Figura 3. Cadena de suministro ....................................................................................................... 14 Figura 4. Diagrama de flujo ............................................................................................................. 17 Figura 5. Diagrama de flujo de proceso de la elaboración de yogurt batido. .................................. 18 Figura 6. Máquina automática de conformado, llenado y sellado de envases termo formados plásticos. ............................................................................................................................................ 27 Figura 7. Cinta transportadora ......................................................................................................... 28 Figura 8. Rollo de lámina de poliestireno en precalentamiento ....................................................... 28 Figura 9. Envase termoformado ....................................................................................................... 28 Figura 10. Sistema de llenado .......................................................................................................... 29 Figura 11. Etiquetado ....................................................................................................................... 29 Figura 12. Sistema dinámico de llenado de fruta ............................................................................. 29 Figura 13. Diagrama de procedencia inicial ..................................................................................... 38 Figura 14. Diagrama de procedencia final ....................................................................................... 40 Figura 15. Etapa de centrifugación. ................................................................................................. 42 Figura 16. Etapa de estandarización ............................................................................................... 42 Figura 17. Etapa de preparación de cultivo starter .......................................................................... 42 Figura 18. Etapa de fermentación .................................................................................................... 43 Figura 19. Cursograma analítico ...................................................................................................... 46 Figura 20. Relación de actividades .................................................................................................. 50 Figura 21. Diagrama de hilos ........................................................................................................... 51 Figura 22. Alcances verticales en posición de pie ........................................................................... 52 Figura 23. Layout del área de producción ........................................................................................ 52 Figura 24. Flujo de desechos ........................................................................................................... 53 Figura 25. Layout del área de residuos ............................................................................................ 53 Figura 26. Área de vestidores .......................................................................................................... 54 Figura 27. Layout almacén de materia prima ................................................................................... 55 Figura 28.Esquema de flujo del patín hidráulico en el almacén ...................................................... 55 Figura 29. Estibado de cajas de mermelada en el almacén de materia prima ................................ 55 Figura 30. Layout almacén de producto terminado.......................................................................... 56 Figura 31.Esquema de flujo del patín hidráulico en el almacén de producto terminado ................. 56 Figura 32. Layout en la planta de elaboración de yogurt batido ...................................................... 58 Figura 33. Ruta de evacuación ........................................................................................................ 59 Figura 34. Croquis de localización de la planta tipo de yogurt batido.............................................. 60 Figura 35. Organigrama ................................................................................................................... 61 Figura 36. Técnica de vaciado en placa .......................................................................................... 64 Figura 37. Técnica de Petrifilm ......................................................................................................... 64 Figura 38. Determinación de Salmonella sp. ................................................................................... 66 Figura 39. Prueba de CAMP para Listeria monocytogenes ............................................................. 68 Figura 40. Diagrama activación de cultivos lácticos ........................................................................ 69 Figura 41. Layout del laboratorio...................................................................................................... 76 Figura 42. Modelo bidimensional ..................................................................................................... 89 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Especificaciones del yogurt batido ...................................................................................... 15 Tabla 2. Especificaciones de la leche entera. ................................................................................... 19 Tabla 3. Especificaciones de la mermelada de fresa ....................................................................... 20 Tabla 4. Especificaciones leche en polvo ......................................................................................... 21 Tabla 5. Especificaciones del cultivo comercial. ............................................................................... 23 Tabla 6.Especificaciones del poliestireno ......................................................................................... 23 Tabla 7. Insumos ............................................................................................................................... 24 Tabla 8. Maquinaria ........................................................................................................................... 24 Tabla 9. Dispositivos de control ....................................................................................................... 30 Tabla 10. Equipo de seguridad ......................................................................................................... 32 Tabla 11. Equipos ............................................................................................................................. 32 Tabla 12. Utensilios ........................................................................................................................... 34 Tabla 13. Actividades ........................................................................................................................ 35 Tabla 14. Porcentaje de suplementos ............................................................................................... 35 Tabla 15. Calificación por factor de velocidad y número de ciclos a observar ................................. 36 Tabla 16.Tiempos por elemento ........................................................................................................ 36 Tabla 17. Tiempo estándar ............................................................................................................... 37 Tabla 18. Procedencia de actividades .............................................................................................. 38 Tabla19. Estaciones de trabajo ........................................................................................................ 39 Tabla 20. Numero de tareas .............................................................................................................. 39 Tabla 21. Calculo de número de operarios ....................................................................................... 40 Tabla 22. Balance de materia para la producción de yogurt batido natural ..................................... 41 Tabla 23. Material de empaque primario y secundario ..................................................................... 44 Tabla 24. Días de Descanso ............................................................................................................. 44 Tabla 25. Jornada de trabajo ............................................................................................................ 45 Tabla 26. Producción ........................................................................................................................ 48 Tabla 27. Requerimiento de materia prima ....................................................................................... 49 Tabla 28. Requerimiento de insumos ............................................................................................... 49 Tabla 29. Capacidad de almacén de materia prima ......................................................................... 49 Tabla 30. Almacenamiento de producto terminado .......................................................................... 50 Tabla 31. Dimensiones de máquinas del área de producción .......................................................... 51 Tabla 32. Tabla de ponderación........................................................................................................ 60 Tabla 33. Plan de muestreo .............................................................................................................. 62 Tabla 34. Insumos ............................................................................................................................. 70 Tabla 35. Medios de cultivo ............................................................................................................... 71 Tabla 36. Reactivos ........................................................................................................................... 72 Tabla 37.Cepas control ..................................................................................................................... 72 Tabla 38. Utensilios ........................................................................................................................... 72 Tabla 39. Equipos de laboratorio ...................................................................................................... 73 Tabla 40. Prerrequisito de limpieza y sanitización ............................................................................ 78 Tabla 41. Prerrequisito de mantenimiento ........................................................................................ 79 Tabla 42. Prerrequisito de higiene personal ..................................................................................... 80 Tabla 43.Prerrequisito de instalaciones y áreas ............................................................................... 81 Tabla 44. Prerrequisito de Almacenamiento ..................................................................................... 82 Tabla 45. Prerrequisito de manejo de residuos y desechos ............................................................. 83 Tabla 46. Prerrequisito de control de plaga ...................................................................................... 84 Tabla 47. Prerrequisito control de materia prima .............................................................................. 85 Tabla 48. Perfil del producto ............................................................................................................. 87 Tabla 49. Análisis de peligro de materia prima ................................................................................. 89 Tabla 50. Análisis de peligros de insumos ........................................................................................ 90 Tabla 51. Puntos críticos de control .................................................................................................. 91 Tabla 52. Plan HACCP ...................................................................................................................... 93 i Resumen La presente tesina tiene como finalidad el diseño de una planta tipo de yogurt batido, contemplando el proceso productivo, requerimientos de mano de obra, materias primas e insumos necesarios, capacidad del proceso, distribución de la planta y el laboratorio necesario para llevar acabo los análisis requeridos en el proceso de producción. Este diseño es contemplado para plantear una propuesta de plan de prerrequisitos permiten plantear una propuesta de plan HACCP (análisis de peligros de puntos críticos de control) con base a la NOM-251-SSA1-2009, para identificar los puntos críticos de control con sus respectivas medidas preventivas y correctivas, y así garantizar la inocuidad en la elaboración de yogurt batido. ii Introducción El yogurt batido es un derivado lácteo cuyo consumo se ha incrementado notoriamente debido a sus propiedades organolépticas y nutricionales, siendo recomendable en todas las edades, principalmente porque su consumo en cantidades de 125 g cubre el 20 % de las ingestas recomendadas de riboflavina (Hernández, 2010). Al ser un producto derivado de una materia prima altamente perecedera debido a la disponibilidad de su fuente de carbono, minerales y proteínas; la propuesta de diseño de una planta tipo yogurt batido requiere de una evaluación técnica rigurosa que contempla la selección de proveedores, la selección de maquinaria e instrumentos de control, distribución de la planta con su respectivo almacén de materia prima, producto terminado, disposición de la maquinaria, los utensilios e insumos requeridos, el laboratorio de análisis microbiológicos y fisicoquímicos (con sus respectivos utensilios, instrumentos y maquinarias), así como su ubicación geográfica para finalmente establecer las bases para definir las condiciones que permitirán garantizar la inocuidad desde la cadena de suministro hasta la obtención del producto terminado. Es decir, se pretende garantizar que el proceso de elaboración de yogurt batido no va a representar un riesgo físico, químico o microbiológico que afecte a la salud del consumidor final. La inocuidad es un tema de interés dentro de la industria alimentaria y la cadena de suministro para garantizar la salud del consumidor, de manera que deben llevar a cabo una gestión de riesgos y la implementación de medidas reglamentarias y no reglamentarias. Con base en lo mencionado, en el presente proyecto se va a realizar una propuesta de un plan de programa de prerrequisitos para la elaboración de yogurt batido con mermelada dentro de una planta tipo yogurt batido, para ser considerados para la propuesta de un plan HACCP mediante el cual se determinarán los puntos críticos de control y las medidas correspondientes. El presente proyecto se encuentra dividido de la siguiente manera: Capítulo I: En este capítulo se realiza el planteamiento del problema, se define un objetivo general en el cual se incluyen los objetivos específicos, además de mencionar las técnicas de investigación a implementar para consultar la información con la que se va a trabajar en los siguientes capítulos. Capítulo II: En este capítulo se presentan los fundamentos considerados para el desarrollo de los capítulos III y IV, para lo cual se realizan consultas bibliográficasde libros, fuentes electrónicas y de la normatividad. Capítulo III. En este capítulo se realiza la evaluación técnica para el diseño de la planta y el proceso de elaboración de yogurt batido con mermelada, donde se hace el aporte de conocimiento del multidisciplinario. Capítulo IV: En este capítulo se realiza una valoración de que se presenten algunos peligros físicos, químicos y microbiológicos dentro del proceso de elaboración del yogurt batido, con el fin de elaborar una propuesta de plan de prerrequisitos y plan HACCP que garanticen la inocuidad del producto termina 1 Capítulo I Marco metodológico 1.1. Planteamiento del problema de investigación Las enfermedades transmitidas por alimentos suelen ser de carácter infeccioso o tóxico, causadas por agentes biológicos (virus, bacterias o parásitos) o químicos provocando enfermedades en 600 millones de personas y 420 000 muertes, de las cuales 125 000 son niños (OMS, 2017). Entre algunos ejemplos de esas enfermedades, se encuentra la listeriosis humana a causa de un microorganismo conocido como Listeria monocytogenes, que infecta al ser humano a través del consumo de alimentos contaminados, encontrándose entre los principales vehículos los productos lácteos, ya que estos pueden ingerirse sin un tratamiento térmico previo (Castro y Col., 2013) (Castañeda y Col., 2014). El implementar un plan HACCP (Análisis de peligros y de puntos críticos de control, por sus siglas en inglés) basado en la NOM-251-SSA1-2009 podría permitirnos identificar peligros en la elaboración de productos lácteos y así establecer medidas que nos permitirá garantizar la inocuidad de este. 1.2. Pregunta de investigación ¿El diseño de un plan HACCP en una planta tipo permitirá identificar peligros y medidas de control en cada etapa del proceso para garantizar la inocuidad del yogurt batido como producto terminado y así lograr disminuir el riesgo de enfermedades debidas al consumo de productos lácteos? 1.3. Objetivo general Diseñar un plan HACCP en una planta tipo de acuerdo a la NOM-251-SSA1-2009, Prácticas de higiene para el proceso de alimentos, bebidas o suplementos alimenticios, para evaluar los peligros y establecer sistemas de control para garantizar la inocuidad en el proceso de elaboración de yogurt batido 1.4. Objetivos específicos Elaborar un análisis de proceso de yogurt batido Diseñar la distribución de planta para el proceso de producción, considerando: equipo, materia prima, maquinaria, instalaciones sanitarias y producto terminado para la elaboración de yogurt batido Realizar un análisis de materia prima para determinar peligros. Realizar un análisis en la elaboración de yogurt batido para determinar puntos críticos. Establecer puntos de muestreo y pruebas de laboratorio requeridas por la NORMA Oficial Mexicana NOM-181-SCFI-2010, Yogurt-Denominación, especificaciones fisicoquímicas y microbiológicas, información comercial y métodos de prueba 1.5. Justificación En el presente trabajo se optó por una planta tipo de elaboración de yogurt batido, entendiéndose por yogurt al producto obtenido por la fermentación de la leche por medio de la acción de los microorganismos Streptococcus thermophilus y Lactobacillus delbrueckii subespecie bulgaricus (NOM 181 SFCI 2010). Considerando que su mercado ha tenido una expansión, ya que el 2 incremento de consumo se ha asociado a una alimentación saludable por ser considerado un alimento funcional, debido a su carácter probiótico, su aporte para prevenir la osteoporosis, evitar la obesidad, entre otros. La investigación está enfocada en el diseño de un plan HACCP para la elaboración de un yogurt batido en una planta tipo, ya que, los productos lácteos por ser derivado de una materia prima de origen animal, puede representar de transmisión de enfermedades, debido a que los animales pueden ser portadores de patógenos para los humanos; o de peligros químicos, como residuos de plaguicidas o antibióticos. Aunado a lo anterior, las actividades de ordeño, mezcla de la leche, elaboración de productos lácteos y envasado de los mismos presentan riesgos de contaminación por contacto con el personal y con el propio medio (Rodríguez, 2013), siendo además los productos lácteos debido su composición constituyen un medio propicio para el desarrollo de microorganismos patógenos (FAO y OMS 2008). Por lo ya mencionado en párrafos anteriores, se creó un equipo interdisciplinario con el fin de detallar cada uno de los factores que pudieran afectar la inocuidad del producto durante el proceso de elaboración del yogurt batido. Planteando a continuación la aportación de cada profesión en la presente investigación. El ingeniero industrial Diseñará la distribución de planta, materiales, maquinaria y equipo, además, evaluará la ubicación de la planta, como la planificación del proceso. Aportando para esta investigación el análisis del estudio del trabajo para optimizar las operaciones y el recurso; desarrollando un programa de planeación y control de la producción para la cadena de suministro. El Químico Bacteriólogo Parasitólogo evaluará el proceso para identificar los puntos de muestreo para llevar acabo análisis fisicoquímicos y/o microbiológicos requeridos por normatividad como microorganismos indicadores la aplicación de las NOM-113-SSA1-1994, Bienes y Servicios. Método para la cuenta de microorganismos coliformes totales en placa y NOM-092-SSA1-1994, Bienes y Servicios. Método para la cuenta de bacterias aerobias en placa y patógenos con base a la NOM- 210-SSA1-2014, Productos y servicios. Métodos de prueba microbiológicos. Determinación de microorganismos indicadores. Determinación de microorganismos patógenos. Así como las especificaciones que debe cumplir el laboratorio de la planta tipo para permitir llevar acabo los análisis requeridos, así como el mantenimiento de las cepas para la fermentación en el proceso de la elaboración de yogurt batido. Además aportara conocimientos de inocuidad para la elaboración del plan HACCP para la planta tipo. El ingeniero bioquímico aportará sus conocimientos técnicos para proponer los flujos basicos de operación en el diseño del proceso de elaboración del yogurt batido mediante la elaboración de un balance de materia, además de establecer los parámetros de operación requeridos y así especificar las características de los equipos y dispositivos de control que se van a emplear. Así mismo va a consultar la normativa nacional necesaria, como la NOM-155-SCFI-2012 que nos establece las especificaciones fisicoquímicas y métodos de prueba aplicables a la leche, que es la materia prima principal en la elaboración del yogurt; la NOM-051-SCFI/SSA1-2010 para cubrir los requerimientos en el etiquetado del producto terminado; y por otro lado, la NOM-251-SSA1-2009 que nos establece las disposiciones higiénicas durante la elaboración de un producto alimenticio y los siete principios para el análisis de peligros y puntos críticos de control (HACCP). 3 Capitulo II Marco teórico En este capítulo se referencia el fundamento teórico de todo el proceso para la elaboración de yogurt batido, desde la recepción de materia prima hasta la obtención del producto terminado, así como los fundamentos necesarios para el diseño de un plan HACCP. 2.1. Definición del producto Según la NOM-181-SCFI-2010, el yogurt es el producto obtenido a partir de la fermentación de la leche, por medio de dos bacterias termofílicas Streptococcus thermophilus y Lactobacillus delbrueckii subespecie bulgaricus. Obteniendo la disminución del pH. La producción de sabor, aroma y textura del yogurt es debido a la fermentación de glucosa derivada de la hidrolisis de la glucosa, y la fermentación del ácido cítrico que se encuentra en un 2% en la leche. La producción de ácido láctico es la fermentación más importante dela leche, esta requiere realizarse a una amplitud de temperatura de 10 a 50 °C provocando una coagulación acida al llegar a pH 4.6, el cual es el punto isoeléctrico de la caseína. Se conocen comercialmente tres tipos principales de yogurt firme o rígido, batido y líquido. Los tipos de yogurt firme y batido tienen alto contenido de solidos (13-16 %) y varían en el proceso de elaboración. Por lo general, para aumentar el contenido de solidos se lleva a cabo por evaporación, osmosis inversa, ultrafiltración y adición de leche descremada en polvo. Dentro de los aditivos utilizados para la elaboración de yogurt se encuentran saborizantes como miel, vainilla, café, sabores de frutas y colorantes permitidos por la FDA, además, puede elaborarse yogurt con fruta, para esto se puede adicionar mermeladas, pulpas, jarabes y fruta fresca (Bedolla y col. 2004) 2.1.1. Etapas del proceso para la elaboración de yogurt batido. Materia prima: La leche debe estar libre de antibióticos, porque su presencia inhibe el desarrollo de los microorganismos que llevan a cabo la fermentación. Por otro lado, se requiere que tenga un 13 % en porcentaje de sólidos no grasos, a fin de que se obtenga una mayor viscosidad, para lo cual se requiere de leche en polvo para la formulación. Estandarización y normalización: En esta etapa se realiza el ajuste de grasa, 0.5 % si se trata de un yogurt descremado y 3.5 % en el caso del entero; y por otro lado se realiza el ajuste de sólidos totales. Homogenización: Consiste en someter la leche a altas presiones (entre 2.6 y 6.8 kPa) con el fin de disminuir el tamaño de las gotas de la grasa y la dispersión de todos los componentes. El resultado es un yogurt más viscoso, estable y con mejores características organolépticas. Pasterización: Se elimina la mayor carga microbiana contenida en la leche incluyendo los agentes patógenos, lo cual a su vez permite el crecimiento de los microorganismos productores de yogurt. Por otro lado, se desnaturalizan las proteínas de la leche, mediante lo cual se liberan péptidos que contribuyen al crecimiento de los microorganismos inoculados; aunado a que la modificación de la estructura de las proteínas favorece su agregación, lo que mejora la viscosidad del yogurt y su capacidad de retención de agua e impide la separación del suero de la leche. En general las condiciones de pasteurización son de alrededor de 90 °C durante 5 minutos. Enfriamiento pospasteurización: La leche es enfriada hasta la temperatura óptima para el crecimiento de los microorganismos, que oscila entre los 40 y los 45 °C. 4 Inoculación y fermentación: El cultivo iniciador se encuentra compuesto por los microorganismos Streptococcus thermophilus y Lactobacillus delbrueckii subespecie bulgaricus en relación 1:1, lo cual garantiza una adecuada consistencia del yogurt y un aroma agradable. El proceso de fermentación concluye cuando se alcanza una concentración de ácido láctico de 0.70 y 1.1 %. Enfriamiento post fermentación: Se disminuye la temperatura a un valor inferior de los 10 °C para detener el crecimiento de los microorganismos involucrados en el proceso, generalmente a la temperatura recomendada de refrigeración, que son los 5 °C. Agitación y adición de frutas: Agitación cuidadosa para la ruptura del coagulo y adición de fruta de 5 a 25 % del producto final (Hernández y Col., 2003). 2.2. Fundamentos de inocuidad Una de cada diez personas enferma cada año debido a la ingesta de alimentos contaminados, sin embargo, la preparación adecuada de estos puede prevenir la mayoría de las enfermedades. La contaminación de los alimentos se puede producir en un cualquier momento de la producción, distribución y preparación, es por esto por lo que se deben tomar medidas necesarias durante la producción de los alimentos. La inocuidad se define como la ausencia de peligros en un alimento que pueden causar daño al consumidor, es decir, durante el proceso de fabricación se tomaron medidas higiénicas necesarias para garantizar la seguridad (FAO, 2019). De acuerdo a la NOM-251-SSA1-2009, podemos identificar peligros específicos y medidas para su control con el fin de garantizar la inocuidad de los alimentos, por medio del sistema de análisis de peligros y puntos críticos de control (HACCP). Para implantar el sistema HACCP es necesario una programación previa de prerrequisitos. Los prerrequisitos hacen referencia a las condiciones de trabajo que hay que tener en cuenta antes y a lo largo de la implantación del sistema HACCP: Plan de agua potable Plan de limpieza y desinfección Plan de control de plagas Plan de capacitación de personal involucrado en la manipulación de alimentos Plan de control de proveedores Trazabilidad Plan de control de procesos: Ficha técnica Plan de mantenimiento de las instalaciones. (Salas y Col., 2008) 2.2.1. HACCP El sistema de análisis de puntos críticos de control (HACCP) es un instrumento para evaluar los peligros y establecer sistemas para su prevención, el cual puede aplicarse desde el producto primario hasta su consumidor final. El sistema HACCP aumenta la responsabilidad y el grado de control de la industria de alimentos. Un sistema HACCP implementado de modo adecuado estimula mayor compromiso de los manipuladores de alimentos y garantiza su inocuidad (OPS, 2015). 5 Se entiende como peligro a aquel componente químico, físico o biológico que puede causar un efecto nocivo para la salud (OMS, 2016). Según la FAHO (2015) Los peligros se pueden clasificar de la siguiente manera de acuerdo a su naturaleza: Físicos: son aquellos objetos que le pueden causar daño físico al consumidor, como vidrio, madera, metal, etc. Químico: pesticidas, herbicidas, contaminantes tóxicos inorgánicos, antibióticos, promotores de crecimiento, aditivos alimentarios tóxicos, lubricantes y tintas, desinfectantes, micotoxinas, metilmercurio, entre otros. Biológicos: bacterias, virus y parásitos patogénicos, determinadas toxinas naturales, toxinas microbianas, y determinados metabólicos tóxicos de origen microbiano. Una vez identificados los peligros, se debe evaluar la gravedad y el riesgo para establecer medidas de control. Evaluación de la gravedad La gravedad de los peligros va a depender de los síntomas o afecciones que presente la persona afectada, por lo tanto, de acuerdo a la gravedad pueden clasificarse en tres grupos. Alta: con probabilidad de muerte, afecciones graves y requerimiento de atención hospitalaria. Moderada: las afecciones pueden revertirse con atención médica, la patogenicidad y el grado de contaminación es menor. Baja: provocan malestares leves, se presentan enfermedades cuando los alimentos contienen grandes cantidades de contaminantes. Evaluación de riesgo El riesgo es la probabilidad de que un peligro no se controle en una etapa del proceso afectando la inocuidad del alimento. Para la evaluación del riesgo se debe de tomar en cuenta la frecuencia con la que ocurre y también su gravedad. Para realizar una evaluación del riesgo, deben considerarse los siguientes datos: Revisión de los reclamos de clientes Devolución de lotes o cargamentos Resultados de análisis de laboratorio Datos de programas de vigilancia de agentes de ETA Información de la ocurrencia de enfermedades en animales u otros hechos que puedan afectar la salud humana 2.3. Fundamentos para la evaluación técnica 2.3.1. Cadena de suministro La cadena de suministro es el control y seguimiento de todas las operaciones relacionadas con el producto, desde la materia prima hasta el consumidor final (Andino, 2006). Esta se conforma de procesos, componente y estructura. Refiriéndose a procesos a las actividades que realizan los 6 miembros dentro de la cadena (Stock y Lambert, 2001). Es dinámica e implica flujos de información, fondos productos abarcandovarias etapas que incluyen a: Clientes Detallistas Mayoristas/distribuidores Fabricantes Proveedores de componentes de materias primas (Chopra y Meindl, 2008) La industria alimenticia debe tomar medidas preventivas para la seguridad de los alimentos, estas medidas promueven posibilidades de protección a lo largo de la cadena de suministro. Es beneficioso para las industrias llevar a cabo una evaluación inicial y de sus programas de seguridad de alimentos de los proveedores (GMA, 2008). 2.3.2. Ingeniería del proceso La ingeniería del proceso es la planificación, diseño y ordenación sistemática de los métodos mediante los cuales un producto puede ser fabricado económicamente. Para realizar este trabajo se requiere de un conocimiento detallado del producto como la presentación, el peso, tolerancias y funciones de los componentes, antes de comprar el equipo y diseñar las herramientas (Vaughn, 1988). 3.3.2.1. Descripción del producto Debe incluir información pertinente para la inocuidad, como lo es la composición, propiedades físicas y químicas, actividad de agua, pH y especificaciones microbiológicas. También debe considerarse las características de material de envasado primario, vida útil y condiciones de almacenamiento (FAO, 2003). 3.3.2.2. Diagrama de flujo El diagrama de flujo es una representación gráfica de un algoritmo o proceso, utilizando símbolos bien definidos que representan las etapas del proceso y el flujo de ejecución mediante flechas. Favoreciendo la compresión del proceso, permite identificar los problemas y las posibles mejoras. La simbología utilizada es la siguiente: Símbolo Denominación Función Inicio / fin Sitúa materiales, acciones o información para iniciar el proceso o terminarlo. Línea de flujo Muestra la dirección y flujo del proceso Actividad Tarea o actividad llevada a cabo durante el proceso Conector Nombrar un proceso aparte que en algún momento se relaciona con el proceso principal Decisión Indica puntos donde se toman decisiones 7 Documentos Hacer referencia o consulta a un documento especifico 3.3.2.3. Diagrama de flujo del proceso Un diagrama de flujo del proceso tiene la finalidad de representar el arreglo o disposición del equipo seleccionado para llevarlo a cabo, y además indica la conexión de las corrientes, tasas de flujo, composiciones y condiciones de operación. Se elabora a partir de balances de materia alrededor de cada unidad y del proceso completo (Palacio y Col., 2005). Debe contener la siguiente información: Constituyentes esenciales. Símbolos de equipo, líneas de flujo de las corrientes del proceso, número de los equipos, nombre de los equipos, designación de los servicios, condiciones de presión y temperatura de las líneas de proceso, flujos seleccionados, tabla de balance de materia y energía en armonía con las líneas de flujo. Constituyentes opcionales. Intercambio de energía, instrumentos principales, propiedades físicas de las corrientes de proceso. (Orozco, 1998) Los equipos de proceso se representan mediante símbolos que identifican operaciones básicas unitarias específicas: Figura 1. Simbología del DFP Fuente: Yaqué, 2014 8 3.3.2.4. Especificaciones de materia prima e insumos Se debe contemplar los requisitos de la materia prima que se pretende adquirir, es decir, definir las especificaciones técnicas de la materia prima a utilizar, que estarán en función del uso y del riesgo que prevea para el producto terminado. Estas especificaciones las define el fabricante que utilizará la materia prima en colaboración del proveedor de ésta, siendo necesario que éste último acepte y asuma la responsabilidad de garantizar que todos sus suministros estarán en base al nivel solicitado, quedando pactado las condiciones necesarias de almacenamiento, control de gráficos de temperatura, periodo de uso, etc. (Sánchez, 2003). 3.3.2.5. Equipos y utensilios La selección de los equipos debe ser acorde a las operaciones a realizar y al tipo de alimento a producir, de manera que las especificaciones técnicas dependerán de las necesidades de producción y cumplirán con los siguientes requisitos: Construidos con materiales tales que sus superficies de contacto no transmitan sustancias tóxicas, olores, ni sabores ni reacciones con los ingredientes o materiales que intervengan en el proceso. Deberá evitarse el uso de madera y otros materiales que no puedan limpiarse. Sus características técnicas deberán ofrecer facilidades para la limpieza. Cuando se requiera la lubricación de equipos se utilizarán sustancias permitidas. Las tuberías empleadas para la conducción de materias primas y alimentos deben ser de materiales resistentes, inertes, no porosos, impermeables y fácilmente desmontables para su limpieza. Los equipos se instalarán de tal manera que permitan el flujo continuo y racional del material y del personal. Todo el equipo y utensilios que entren en contacto directo con el alimento deben ser de material resistente a la corrosión y las repetidas operaciones de limpieza y desinfección. (Riveros y Baquero, 2004) 3.3.2.6. Mano de obra La mano de obra hace referencia al esfuerzo físico y mental necesario para la producción e un producto, representando el factor humano, sin cuya intervención no podría realizarse la actividad manufacturera, independientemente del desarrollo mecánico o tecnológico de los procesos de transformación existentes en la empresa. El control de este factor humano es determinante para alcanzar volúmenes adecuados de la producción con la calidad requerida (Mendoza, 2004) Estimación de tiempos de trabajo Se basa en la utilización de la experiencia, los acontecimientos pasados, para predecir el futuro. Son útiles en las técnicas de trabajo de ciclo largo, y en ocasiones en que se emplean datos de medición globales, para la planificación y el control de periodos razonablemente extensos (Huertas y Domínguez, 2008). El procedimiento técnico empleado en calcular el tiempo de ejecución de una tarea consiste en determinar el tiempo estándar, que es el tiempo que necesita un trabajador cualificado para realizar una tarea tomando los descansos correspondientes, recuperarse de la fatiga y para sus necesidades personales. Para ello se requiere considerar los siguientes elementos: 9 TR: Tiempo de reloj. Tiempo para realizar una tarea encomendada por un operario y que se mide con un cronómetro. FR: Factor de ritmo o actividad. Este concepto surge de la necesidad de corregir las diferencias que se producen al existir trabajadores rápidos, normales y lentos al ejecutar la misma tarea. TN: Tiempo normal. Es el tiempo medido por el cronómetro que un operario capacitado, conocedor de la tarea y desarrollándose al ritmo normal, invertiría en la actividad: TN = TR X FR K: Suplementos de trabajo. Se refiere a los periodos de inactividad en los que un trabajador se recupera de su fatiga y atiende sus necesidades personales, los cuales representan un tanto por ciento del TN, se valoran de acuerdo con las características del trabajador y de la tarea. Suplementos = TN X K = TR X FR X K TS: Tiempo estándar. Es el tiempo necesario en que un trabajador capacitado y conocedor de su tarea la realice a un tiempo normal, añadiendo los suplementos correspondientes por fatiga y por atenciones personales. Balanceo de línea de ensamble El balanceo de líneas tiene como fin minimizar el desequilibrio entre máquinas y el personal mientras se cumple con la producción requerida. Para ello, se requiere de un conocimiento del equipo, las herramientas y los métodos de trabajo, para determinar los requerimientos de cada tarea de ensamble. También se necesita conocer la relación de precedencia entre las actividades, es decir, la secuencia en que deben llevarsea cabo las tareas (Jones y Harwood, 2004). Este es dar a cada operador una cantidad de trabajo lo más parecida posible. Esto puede lograrse sólo con el desglose de las tareas en los movimientos básicos que se requieren para hacer cada pieza de trabajo y reensamblar las tareas en labores con un valor aproximadamente igual de tiempo de trabajo (Meyers y Stephens, 2006). 3.3.2.7. Capacidad del proceso Capacidad instalada La capacidad instalada es un término empleado para referirse al volumen máximo de producción que puede generar una empresa en un periodo determinado, siempre que se produzca al menor coste posible asociado a dicha capacidad (Palma, 2010). Está relacionada con la localización y la distribución de la planta con la maquinaria requerida, y depende de la demanda (Huertas y Domínguez, 2008). Capacidad operativa La capacidad operativa se refiere a la infraestructura y conocimientos disponibles para fabricar productos y lograr niveles de eficiencia y productividad (Guerra, 2005). Balance de materia El uso del balance de materia permite completar datos necesarios en el proyecto de instalaciones y la comprobación de su funcionamiento una vez puestas en marcha. Los balances de materia son expresiones del principio de conservación de la materia, y consisten en una contabilidad exacta de 10 todos los materiales que entran, salen, se acumulan, se generan o se agotan durante un intervalo de tiempo de operación en un proceso dado. De forma general un balance de materia puede representarse como: Entrada + Generación = Salida + Acumulación Donde: Entrada: Velocidad de entrada de una sustancia al sistema (kg/s o mol/s) Generación: Velocidad de la generación de la sustancia (kg/s o mol/s) Salida: Velocidad de salida de la sustancia del sistema (kg/s o mol/s) Velocidad de acumulación de la sustancia en el sistema (kg/s o mol/s) Para plantear un balance de materia se debe establecer el intervalo espacial al cual se aplica el balance, es decir entre que límites establecemos el sistema, así como el intervalo temporal, es decir, la base del tiempo para el cual se aplica el balance. Esta base de cálculo temporal depende del modo operativo: Proceso continuo en estado estacionario: al ser independiente del tiempo, como base de cálculo se toma la unidad (1 hora, 1 segundo, etc.) Proceso discontinuo no estacionario: el valor de las variables cambia continuamente con el tiempo, por lo que la base de cálculo será un tiempo diferencial, dt. (Ibáñez y Mazzuca, 2009) Cursograma Un cursograma es una representación gráfica de procedimientos administrativos, un cursograma analítico para el operario es un cursograma donde se registra lo que hace el trabajador (Kanawaty, 1996). La simbología utilizada es la siguiente: Símbolo Denominación Descripción Operación Indica que se altera el estado de un elemento con el que se está trabajando. En procedimientos administrativos, brinda información, emitir formularios, etc. Inspección Indica que se verifica la calidad, la cantidad o ambas conforme a especificaciones establecidas. Transporte Indica el traslado físico de los trabajadores, materiales y quipo de un lugar a otro, en procedimientos administrativos el traslado de un formulario. Espera Indica que hay un elemento dado esperando a que se produzca un acontecimiento determinado. Periodo de tiempo que registra inactividad. Almacenamiento Indica depósitos de un elemento bajo vigilancia en un almacén según un criterio determinado de clasificación. 11 3.3.3. Distribución de planta La distribución de planta implica el ordenamiento de las áreas de trabajo y equipos, con el fin de maximizar la economía, satisfacción de los trabajadores y seguridad de estos. La distribución implica la ordenación de espacios para el movimiento de materiales, almacenamiento, equipos o líneas de producción, equipos industriales, administración y servicios para el personal (Trueba, 2016). Método SLP Por sus siglas en inglés, Systematic Layout Planning o Planeación Sistemática de la Distribución de Planta, es un método desarrollado por Muther. Es una forma organizada para realizar la planeación de una distribución con una serie de procedimientos y símbolos convencionales para identificar, evaluar y visualizar los elementos y áreas involucradas en la planeación (Tapia y col. 2009). Figura 2. Esquema de SLP Fuente: Tapia y col. 2009 12 Lo primero que se debe conocer para realizar una distribución en planta es qué se va a producir y en qué cantidades, y estas previsiones deben disponerse para cierto horizonte temporal. A partir de este análisis es posible determinar el tipo de distribución adecuado para el proceso objeto de estudio. Posteriormente debe realizarse el análisis de recorrido de los productos el cual trata en este paso de determinar la secuencia y la cantidad de los movimientos de los productos por las diferentes operaciones durante su procesado. Conocido el recorrido de los productos, debe plantearse el tipo y la intensidad de las interacciones existentes entre las diferentes actividades productivas, los medios auxiliares, los sistemas de manipulación y los diferentes servicios de la planta. Estas relaciones no se limitan a la circulación de materiales, pudiendo ser ésta irrelevante o incluso inexistente entre determinadas actividades. El análisis de recorridos indicados se emplea para relacionar las actividades directamente implicadas en el sistema productivo. (Fernández, 2014) 3.3.4. Localización de planta Las decisiones referentes a la distribución de planta son de orden estratégico. Las alternativas de localización deñen ser revisadas bajo las condiciones de servicio básico, mano de obra, fuentes de materia prima e insumos, demanda del mercado, entre otros. Método de factores ponderados. El método de factores ponderados permite realizar un análisis cualitativo o cuantitativo en el que se comparan diferentes alternativas (Ocampo, 2016). Los pasos que seguir para el método son los siguientes: Realizar un listado de factores relevantes. Establecer una ponderación a cada factor para indicar su nivel de importancia Asignar una escala común Evaluar cada localización de acuerdo a la escala asignada y multiplicarlas calificaciones por las ponderaciones. Sumar cada columna, obteniendo el total de la ponderación según alternativas. Hacer una recomendación basada en la localización que haya obtenido la mayor puntuación. 3.3.5. Organigrama El organigrama es la representación gráfica de las estructuras organizacionales de la empresa. Estos se basan en esquemas que muestran la estructura de la compañía y los niveles jerárquicos que existen es estas. Permitiendo que los empleados conozcan sus funciones, quienes son sus mandos y el grado de responsabilidad que tienen cada uno de ellos (pyme, 2016). 3.3.6. Laboratorio El servicio de análisis de laboratorio forma parte integrante de todo sistema nacional de control de alimentos. El laboratorio típico de control de alimentos cuenta con servicios de análisis microbiológicos y fisicoquímicos (FAO, 1992). 13 3.3.6.1. Laboratorio de análisis microbiológico Según el manual de control de calidad de alimentos de la FAO (1992), el laboratorio de microbiología debe contar con áreas asignadas de almacenamiento de materiales y medios deshidratados, preparación y esterilización de los medios, la descontaminación de material contaminado con bacterias patógenas, almacenamiento de muestras que no se han procesado y muestras analizadas. Los laboratorios de microbiología deben estar diseñados de tal forma que permitan una adecuada limpieza y desinfección, así como disminuir el riesgo de contaminación. Para llevara a cabo el análisis microbiológico de una muestra de alimentos se desarrollacon la siguiente secuencia: Preparación del área de trabajo Preparación y esterilización de medios de cultivo y soluciones Preparación de la muestra Dilución primaria Diluciones seriadas Incubación Cada determinación dependerá de las condiciones y requerimientos necesarios para permitir el desarrollo del microorganismo. Los ensayos microbiológicos deben ser realizados y supervisados por personal experimentado, calificado en microbiología. Como parte de su sistema de calidad, el laboratorio debe tener un programa documentado para la calificación, calibración, verificación del desempeño y mantenimiento de sus equipos y un sistema para el monitoreo del uso de estos. Cuando los laboratorios de ensayo son responsables del muestreo primario para obtener las muestras de ensayo, es altamente recomendable que este muestreo esté cubierto por un sistema de garantía de calidad y sea objeto de auditorías periódicas. Cualquier proceso de desinfección utilizado en la obtención de la muestra. El transporte y almacenamiento de las muestras deben realizarse en condiciones que mantengan la integridad de esta. 14 Capitulo III Evaluación técnica del proceso de elaboración de yogurt batido En este capítulo se evaluará el proceso de producción de yogurt batido, para la determinación de mano de obra, capacidad del proceso, distribución de la planta para el presente proyecto. 3.1 Cadena de suministro En el caso de la elaboración de yogurt batido observamos la obtención de la materia prima hasta llegar a la entrega del producto terminado. Como se muestra en la figura 3. Figura 3. Cadena de suministro Fuente: Elaboración propia 15 3.2 Ingeniería del proceso En este apartado se establecerá las características del producto terminado, las especificaciones de la materia prima que deben de cumplir, el diagrama de flujo, el diagrama de proceso, la capacidad instalada, capacidad operativa y la distribución de plata para poder llevar a cabo la producción del yogurt batido. 3.2.1 Especificaciones del producto El producto es yogurt batido natural, semidescremado, sin colorantes. En presentación de 125g, con mermelada de fresa en el fondo para ser mezclado al momento de consumirse por envase individual. Debe mantenerse de 4 a 8 °C. En la tabla 1. Se describen las especificaciones del producto terminado. Tabla 1. Especificaciones del yogurt batido Especificaciones microbiológicas Límite permitido Normatividad Salmonella Ausente / 25g NOM-185-SSA1-2002 Productos y servicios. Mantequilla, cremas, producto lácteo condensado azucarado, productos lácteos fermentados y acidificados, dulces a base de leche. Especificaciones sanitarias. Coliformes totales < 10 UFC/g Staphylococcus aureus < 100 UFC/g Streptococcus y Lactobacillus >107 UFC/g NOM-181-SCFI-2010.Yogurt- Denominación, especificaciones fisicoquímicas y microbiológicas, información comercial y métodos de prueba. Especificaciones fisicoquímicas Límite permitido Normatividad Proteína Láctea (% m/m) Mínimo 2.9% NOM-181-SCFI-2010 Yogurt- Denominación, especificaciones fisicoquímicas y microbiológicas, información comercial y métodos de prueba. Grasa butírica (%m/m) Máximo 1.0% Acidez titulable expresada como porcentaje de Ácido Láctico (%m/m) Mínimo 0.5% Sólidos lácteos no grasos Mínimo 8.25% 16 Continuación Tabla 1. Especificaciones del yogurt batido Características Organolépticas Característica Normatividad % Humedad Máximo 78% Consistencia Batido y con alta viscosidad NMX-F-444-(1983) Alimentos. Yogurt o leche búlgara Sabor característico del yogurt Color Uniforme y característico del yogurt NMX-F-444-(1983) Alimentos. Yogurt o leche búlgara consumo preferente Debe consumirse en un tiempo no mayor a 28 días después de su fabricación (Fecha impresa en la tapa), Siempre y cuando se mantenga de 4-8 °C. Envase primario Envase termoformado de poliestireno blanco, sellado con película laminada plástica con capacidad para 130 g. en envases múltiples de 4 individuales. Envase secundario Charola de cartón corrugado sencillo, de 95x32x5 cm con 48 envases individuales, 12 envases múltiples. Fuente: elaboración propia 17 3.2.2. Etapas del proceso El flujo del proceso de elaboración de yogurt batido se describe en los siguientes diagramas. Figura 4. Diagrama de flujo Fuente: elaboración propia Con los datos proporcionados en los diagramas de flujo podemos elaborar un diagrama de flujo de procesos en donde se desglosan las etapas como se muestra en la figura 5 INICIO Recepción de materia prima Estandarización de solidos Pasterización Homogenización Fermentación Envasado secundario Almacenamiento Fin Envasado primario 13% solidos 95 °C / 5 min 45 °C/ 240 min 4 °C Formación de charolas de cartón corrugado Descremado 8000 rpm 1000 L/h Leche en polvo Cultivo starter Precalentamiento del poliestireno Conformación del envase de poliestireno Etiquetado Dosificación de mermelada Eliminación de polvo 140 -170 °C Aire ionizado 170 °C , 100 Bar 12.5g de mermelada de fresa Película laminada plástica 18 Figura 5. Diagrama de flujo de proceso de la elaboración de yogurt batido. Fuente: elaboración propia LECHE FRESCA E - 1 FILTRO DE IMPUREZAS LECHE EN POLVO E - 2 TANQUE AUTOREFRIGERANTE NATA E - 3 DESCREMADORA LECHE ESTANDARIZADA E - 4 MADURADOR/FERMENTADOR LECHE PASTEURIZADA E - 5 TANQUE DE ENFRIAMIENTO CULTIVOS LÁCTICOS E - 6 BIORREACTOR YOGURT E - 7 MÁQUINA DE CONFORMADO, LLENADO Y SELLADO DE ENVASES MERMELADA LAMINA DE POLIESTIRENO EN ROLLO E – 7A SECCIÓN DE TERMOFORMADO PELÍCULA PLÁSTICA LAMINADA E – 7B SECCIÓN DE ETIQUETADO ETIQUETA E – 7C SECCIÓN DOSIFICADO DE MERMELADA E – 7E E - 3 E - 8 E - 9 E – 7B E - 7A E – 7C E – 7D E - 7 E - 2 E - 1 E - 4 E - 5 E - 6 F 19 3.2.3. Materias primas e insumos A continuación, se describen los requisitos establecidos en la especificación de las materias primas e insumos para asegurar que el producto terminado cumpla con las especificaciones antes establecidas. a) Materias primas Leche entera Se recibirá leche entera en pipas a 4 °C, la cual debe cumplir con las especificaciones descritas en la tabla 2. Tabla 2. Especificaciones de la leche entera. Especificaciones microbiológicas Límite permitido Normatividad Coliformes totales < 10 UFC/ml NOM-243-SSA1-2010 Productos y servicios. Leche, fórmula láctea, producto lácteo combinado y derivados lácteos. Disposiciones y especificaciones sanitarias. Métodos de prueba. Staphylococcus aureus < 10 UFC/ml Salmonella spp. Ausente/25 ml Escherichia coli < 3 NMP/ ml Listeria monocytogenes Ausente/ 25 ml Enterotoxina estafilocócica Negativa Aflatoxina M1 Negativa Especificaciones fisicoquímicas Límite permitido Normatividad pH 6.7 – 6.8 NOM-155-SCFI-2012 leche - denominaciones, especificaciones fisicoquímicas, información comercial y métodos de prueba. Sólidos totales 11 – 13 % Densidad a 15 ℃ g/ml 1,029 mín. Grasa butírica g/L 6 – 28 Acidez (expresada como ácido láctico) g/L 1,3 – 1.7 Sólidos no grasos de la leche g/L 83 mín. Lactosa g/L 43 – 52 Proteína propia de la leche g/L 30 mín. Caseína g/L 24 mín. 20 Continuación Tabla 2. Especificaciones de la leche entera Características Organolépticas Límite permitido Normatividad Color Blanca y amarillenta NOM-243-SSA1-2010 Productos y servicios. Leche, fórmulaláctea, producto lácteo combinado y derivados lácteos. Disposiciones y especificaciones sanitarias. Métodos de prueba. Olor Característico y suave Sabor Ligeramente dulce Vida útil Se mantiene de 3 a 4 horas después del ordeño, mantenerlo a 4 °C garantiza la buena calidad de la leche. (FAO, 2019) Fuente: elaboración propia Mermelada de fresa Producto preparado por cocción de fresas añadido de azúcar hasta obtener textura de gel. La mermelada de fresa debe cumplir con las especificaciones de la tabla 3. Tabla 3. Especificaciones de la mermelada de fresa Especificaciones microbiológicas Límite permitido Normatividad Mesofílicos aerobios <10 UFC/g NOM-130-SSA1-1995 Bienes y servicios. Alimentos envasados en recipientes de cierre hermético y sometidos a tratamiento térmico. Disposiciones y especificaciones sanitarias. Hongos y levaduras < 10 UFC/g Coliformes totales < 10 UFC/g Especificaciones fisicoquímicas Límite permitido NOM-181-SCFI-2010.Yogurt- Denominación, especificaciones fisicoquímicas y microbiológicas, información comercial y métodos de prueba Contenido de fruta 30% Minino Sólidos solubles 33% Mínimo Características Organolépticas Límite permitido Según el proveedor Saceca, 2019 Color Rojo obscuro Olor Característico de la fresa Sabor Agradable característico de la fresa 21 Continuación Tabla 3. Especificaciones de la mermelada de fresa Textura Semisólida Aspecto Agradable Vida útil Consumo recomendado antes de 1 año después de su fabricación, es estable a temperatura ambiente, se recomienda mantener entre 8 – 12 °C. Envase primario Cubo de polipropileno blanco con asa y tapa a presión, termosellado con una película del PP-PET metalizado. Con 25 Kg de mermelada de fresa. Dimensiones: diámetro: 32 cm, alto: 37.8 cm. Empacado Cajas de cartón con 4 piezas Dimensiones: Ancho: 70 cm, Largo: 70 cm, Alto: 40 cm Paletizado Se puede estibar 48 cajas: 6 cajas en la base x 4 cajas de altura. Dimensiones: Ancho: 140 cm, Largo: 210 cm, Alto: 160 cm Leche en polvo La leche en polvo se empleará en la etapa de estandarización de sólidos. La cual debe cumplir con las especificaciones establecidas en la tabla 4. Tabla 4. Especificaciones leche en polvo Especificaciones microbiológicas Límite permitido Normatividad Coliformes ( 30 ℃) < 10 UFC/mL Ficha técnica productos Lácteos Ramolac NOM-155-SCFI-2012 leche - denominaciones, especificaciones fisicoquímicas, información comercial y métodos de prueba Coliformes (45 ℃ ) < 3 UFC/mL Aerobios totales < 10 000 UFC/mL Staphylococcus aureus < 10 UFC/mL Hongos y Levaduras < 10 UFC/mL Salmonella spp Ausente /25 mL Listeria monocytogenes Ausente /25 mL 22 Continuación Tabla 4. Especificaciones leche en polvo Especificaciones fisicoquímicas Límite permitido Normatividad Grasa butírica % (m/m) 1.5 a 26 NOM-155-SCFI-2012 leche - denominaciones, especificaciones fisicoquímicas, información comercial y métodos de prueba Ficha técnica de productos Lácteos Ramolac Humedad % (m/m) <4.0 Proteínas propias de la leche , expresada como sólido lácteos no grasos % (m/m) > 34 Caseína expresada en sólidos lácteos no grasos , % (m/m) > 27 Materia grasa 1.5% ± 0.2 % Cenizas 8.5% ± 0.5 % Proteínas 34% ± 1 % Lactosa 52% ± 2% Inhibidores (antibióticos) Ausencia Densidad 0.45 g/mL Características Organolépticas Límite permitido Normatividad Aspecto Polvo fino homogéneo Ficha técnica productos Lácteos Ramolac Color Amarillo claro Olor Característico Sabor Característico Vida útil 12 meses, preservando a ≤ 25 °C en una humedad relativa ≤ 65%. Envase Bolsa tres capas de papel Kraft, con bolsa interna de polietileno, con 25 kg de leche en polvo. Alto: 60.9 cm Ancho: 58.4 cm Fuente: elaboración propia Cultivos lácticos Cultivos de fermentos lácticos liofilizados para la producción de yogurt. Las especificaciones se describen en la siguiente tabla. 23 Tabla 5. Especificaciones del cultivo comercial. Especificaciones microbiológicas Límite permitido Normatividad Streptococcus salivarius subesp. Thermophilus Lactobacillus delbrueckii Subesp. bulgaricus 1X1011 UFC/g NOM-181-SCFI-2010.Yogurt- Denominación, especificaciones fisicoquímicas y microbiológicas, información comercial y métodos de prueba Bacterias no acido lácticas <500 UFC/g Enterobacterias <10 UFC/g Mohos y Levaduras <10 UFC/g Staphylococcus aureus <100 UFC/g Listeria monocytogenes Ausente en 25g Salmonella spp. Ausente en 25g Alérgenos Límite permitido Caseína Presente Presentación Caja con 5 sobres de 21.5 g cada uno vida útil 12 meses después de la fecha de producción, manteniéndolo a < 4 °C Fuente: elaboración propia Poliestireno de alto impacto Las láminas de poliestireno de alto impacto se utilizan como materia prima del envase primario, las especificaciones del producto se describen en la tabla 6. Tabla 6.Especificaciones del poliestireno Elemento Especificaciones Poliestireno de alto impacto Rollo de poliestireno, acabado mate, blanco translucido. Espesor. 0.55 mm Fuente: elaboración propia b) Insumos En la tabla 7 se describen los insumos y sus especificaciones 24 Tabla 7. Insumos Elemento Especificaciones Película laminada plástica Pet metalizado recubierto con adhesivo acrílico sensible a la presión. Espesor: 137 g/cm2 Etiqueta Etiqueta impresa adhesiva, compuesta de una capa de adhesivo acrílico base agua, no toxico, una película de papel bond y un respaldo de papel silicona. Espesor 183 µm. Cajas de cartón corrugado Cajas auto armables de cartón corrugado, sencillo. Espesor: 0.050 g /cm2 Resistencia 29 ECT (prueba de resistencia de canto) Fuente: elaboración propia 3.2.4. Maquinaria, equipos, utensilios y vehículos A continuación, se describen las especificaciones que deben cumplir la maquinaria, equipos, vehículos y utensilios que se ocuparan en la planta tipo de yogurt. Maquinaria En la tabla 8 se enlista l maquinaria y sus especificaciones requeridas en la producción de yogurt batido. Tabla 8. Maquinaria Elemento Función Especificaciones Tanque auto refrigerante Recolectar y mantener la leche a 4°C Tanque de enfriamiento de leche en capacidad de 100 L. Fabricado íntegramente en acero inoxidable AISI 304 l. Din 1.4301 para el vaso interno y externo del tanque. Tipo de tanque: tanque cilíndrico vertical, de pie libre, lados internos lisos, ángulos redondeados, de soldadura perfectamente pulida, patas ajustables para suelos irregulares. Fuente de alimentación: 230v - 50hz Temperatura de funcionamiento: 0-60 °C Dimensiones: 1.5 m de diámetro 25 Continuación Tabla 8. Maquinaria Elemento Función Especificaciones Separadora-descremadora Descremación de la leche y estandarización Separador semi hermético con descarga centrífuga automática de los residuos. Capacidad de 1000 l/h. Frecuencia de rotación del tambor: 8000 rpm Presión de leche descremada en la salida: 1.8-2.8 k/cm2 Dimensiones: largo: 815 mm ancho: 830 mm alto: 1010 mm Madurador o fermentador Pasterización Madurador con dos tanques de acero inoxidable, con agitador, chaqueta de fondo y laterales, bomba de recirculación de agua caliente y de agua fría. Capacidad: 400 L cada tanque Dimensiones de la plataforma: Largo: 2500 mm Ancho: 1500 mm Enfriamiento Fermentación Máquina formadora de cajas Formación de charolas (envase secundario ) Embalaje de 500 a 700 cajas por hora Formadora de cajas de 300x200x100 mm a 600x600x250 mm. DimensionesLargo: 2750 mm. Ancho: 1600 mm Alto: 2.140 mm Filtro de impurezas Disminuye la cantidad de células somáticas hasta el 50%, disminuye la carga microbiana e impurezas. Carcasa de acero italiano inoxidable. Superficie de soldaduras internas pulidas sin ángulos rectos, sellos de silicona herméticos, sin conexiones roscadas (por conexión ajustable, norma sanitaria DIN/SMS y abrazadera). Elemento de filtración: Fabricado de hilo de polipropileno, detiene las partículas mayores de 5 micrones 26 Continuación Tabla 8. Maquinaria Elemento Función Especificaciones Tanque de enfriamiento Tanque para recolectar y conservar el cultivo estárter a 4 °C. Tanque de enfriamiento de leche con capacidad de 50 L. De acero inoxidable DIN 1.4301 (AISI 304). Tipo de tanque: tanque cilíndrico vertical, de pie libre, lados internos lisos, ángulos redondeados, de soldadura perfectamente pulida, patas ajustables para suelos irregulares. Dimensiones externas: Largo: 68 cm Diámetro: 35 cm Biorreactor Tanque para preparar el cultivo estárter a 45 °C durante 3 horas Tanque de fermentación cilíndrico con capacidad de 30 L. De acero inoxidable en el interior de 304 y de exterior de acero inoxidable 201. En este sistema la leche se calienta en un contenedor cerrado a presión, el cual se encuentra sumergido en un tanque de agua aislado que proporciona una máxima protección frente a la contaminación por aire y mantiene constante la temperatura de incubación. Contiene una barrera estéril de agua clorada para la transferencia de cultivo intermedio. Temperatura ajustable: 30-110 °C. Largo: 52 cm Diámetro: 30 cm Fuente: elaboración propia Máquina automática de conformado, llenado y sellado de envases termo formados plásticos. TECNA PACKAGING MACHINES MODELO: LLRP-LACT-CONF-62 El proceso esencialmente consiste en conformar los envases a partir de una lámina en rollo previamente calentada y tratada con aire ionizado para remover las partículas que pueden haber quedado adheridas por la estática. Una vez conformado los envases se etiquetan, se mezclan y rellenan y se sellan las tapas. Luego se imprime las fechas, se corta y se transportan los productos terminados. El molde de corte se puede ajustar en función de los requisitos del producto para formar envases en diferentes formatos. Cuenta con un sistema de purificación de aire de flujo laminar, conexión CIP y sistema de mezcla volumétrica dinámica de frutas. Producción: 12 000 envases/h 27 Dimensiones: Largo: 3340 mm, ancho: 1302 y alto: 19042 mm Figura 6. Máquina automática de conformado, llenado y sellado de envases termo formados plásticos. Fuente: TECNA PACKAGING MACHINES Configuración principal: -Servomotor: Siemens -Cylinder: SMC/Festo -Caja reductora: SEW -Sensores: P + F -Pantalla táctil: Siemens -PLC: Siemens -Inverter: Schneider, Danfoss -Sensor de inspección de cilindro: SMC -Sensor de inspección de posición: P + F -Equipamiento de bajo voltaje eléctrico: Schneider, Siemens -Luz de alarma: Schneider -Inspección de nivel de líquido: E + H -Válvula neumática mariposa: GEA Estructura de la maquina -Sistema trasportador Cinta transportadora de banda, diseñada para encases de plástico. 28 Figura 7. Cinta transportadora Fuente: TECNA PACKAGING MACHINES -Sistema de precalentamiento Precalentamiento de la lámina de poliestireno a 140 – 170 °C Figura 8. Rollo de lámina de poliestireno en precalentamiento Fuente: TECNA PACKAGING MACHINES -Sistema de eliminación de polvo - electrostático Este sistema centrifuga el aire a 15.000 rpm, donde se somete a filtrado e ionizado y luego es dirigido sobre o entre el producto a través de toberas dirigidas. -Sistema de conformación de envase Se lleva a cabo a 170 °C a 100 Bar. Figura 9. Envase termoformado Fuente: TECNA PACKAGING MACHINES -Sistema de llenado 29 Permite llenados de 50 a 150 g. cuenta con sensores analógicos de llenado. Figura 10. Sistema de llenado Fuente: TECNA PACKAGING MACHINES -Sistema de etiquetado Wrap-Around Figura 11. Etiquetado Fuente: TECNA PACKAGING MACHINES -Sistema de sellado Termosellado a partir de película laminada plástica, Aluminio, papel + película laminada plástica. Fuente: TECNA PACKAGING MACHINES -Sistema de refrigeración Mantiene el producto a temperaturas de 4 a 20 °C. -Sistema de corte El molde de corte se puede ajustar en función de los requisitos del producto para formar envases en diferentes formatos. Líneas de 6, 8 y doce envases por línea. Figura 12. Sistema dinámico de llenado de fruta 30 Fuente: TECNA PACKAGING MACHINES -Boquilla de limpieza CIP Cuenta con boquillas de acero inoxidable, estáticas, omnidireccional. Dispositivos de control En la tabla 9 se describen las especificaciones de los instrumentos de control involucrados en el control del flujo másico de la leche después de la pasterización, ya que se deriva una cantidad para la preparación del cultivo estárter del próximo lote de producción; y de los dispositivos involucrados en controlar la inoculación para la producción de yogurt, así como de los termómetros involucrados en el control de temperatura durante el proceso de pasterización y fermentación, y los manómetros que nos indican el óptimo funcionamiento de los sistemas de aire ionizado y flujo laminar. Tabla 9. Dispositivos de control Elemento Función Especificaciones Transmisor indicador de nivel tipo radar con antena parabólica. Se encarga de monitorear y controlar la cantidad de leche que debe ingresar al biorreactor para la producción del cultivo estárter Contiene una antena parabólica de acero inoxidable 316 L encapsulada con conexión bridada e higiénica, con presión de funcionamiento de -1 a 25 bar. La antena parabólica está instalada en la cubierta de la escotilla de acceso con una válvula de bola con brida. Sin contacto con el medio y sin piezas mecánica móviles. Carcasa de aluminio cubierto con poliuretano Tecnología de radar de impulsos, que consiste en la emisión de pulsos por una antena y reflejados por la superficie del producto debido a un cambio del valor de la corriente dieléctrica relativa Rango de medición de ajuste libre. Desviación máxima de medición: 3 mm. La señal salida multi-varible incluye la elección del nivel, distancia, volumen e intensidad de la señal. Señal de salida de 4 a 20 mA. https://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwiSzaPZ_rLhAhVshq0KHfHsA1cQjRx6BAgBEAU&url=https://www.emerson.com/es-es/catalog/rosemount-5400-non-contacting-radar-transmitter-es-es&psig=AOvVaw2t6KcKHMfRjb_evX5NXc2W&ust=1554348810691974 31 Continuacion tabla 9 Dispositivos de control Elemento Función Especificaciones Transmisor-Sensor de temperatura Su función es permitir monitorear la temperatura dentro del límite establecido durante la etapa de pasteurización. Diámetro de la sonda ¼" con resistencia estándar. Precisión de 0.1 a 0 °C. Respuesta 2.5 a 3 segundos por 63 % de variación brusca. Cabezal de cabezal de acero inoxidable 316L. Rango de temperatura -50 a 200 °C (-58 a 392 ºF). Superficie de contacto del sensor lisa, de acero inoxidable 316 L y resistente a la corrosión Módulo de transmisor digital Precisión: 0.1 % del calibrado linealizado Caja ajustable Manómetro inalámbrico Su función es medir la diferencial de caída de presión dentro del sistema de flujo laminar que se encuentra en la cámara de envasado, con el fin de verificar la funcionalidad de los filtros HEPA Tecnología de sensor piezorresistivo Carátula grande de 114 mm (4.5 in) Material
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