INGENIERÍA DE PROYECTOS EJERCICIO 3

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA AMAZONIA PERUANA 
 
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA 
 
CASO PRACTICO N º02 
Se ha decidido instalar una Planta industrial de obtención de néctar de cocona en la ciudad de 
Iquitos; siendo el equipo limitante el pulpeador-refinador (6,0 TM de capacidad de 
procesamiento por día). El proceso se inicia con cosecha de los frutos de cocona en las 
parcelas de cultivo de la facultad de agronomía de la UNAP, las cuales son colocadas en jabas 
plásticas de 15 kilogramos de capacidad, para luego ser transportadas en furgonetas hasta la 
planta industrial donde serán recepcionadas y pesadas. 
Con la finalidad de asegurar la calidad del producto final; se realiza la selección de la fruta más 
adecuada, separando aquellas muy verdes o deterioradas. La fruta seleccionada es sometida 
a un lavado en solución clorada para eliminar cualquier impureza o cuerpo extraños adheridos 
a las frutas (tierra, hojas secas, insectos, etc.), la solución clorada utilizada para el lavado está 
en la relación 1:3 (fruta: agua clorada) y tiene una concentración de 20ppm de cloro (densidad 
de solución clorada 1,05 kg/lt). Con la finalidad de facilitar el pulpeado, los frutos de cocona son 
cortados en cuatro trozos cada fruto; para luego ser introducidos en un equipo de pulpeado 
donde simultáneamente se realiza el refinado. 
 La pulpa refinada es depositada en un evaporador de simple efecto; donde se realiza la 
dilución con agua en una proporción de 1:4 (pulpa : agua) y se agita hasta obtener una solución 
diluida homogénea , luego se procede a agregar ácido cítrico para regular el PH ( 0,15% 
respecto a la muestra diluida) y azúcar una cantidad necesaria hasta obtener una dilución de 
40 ºBrix ; además se usa como preservante Benzoato de sodio ( 0,01% del peso total del 
néctar); el calentamiento se realiza por 30 minutos a una temperatura de 70ºC (vapor utilizado 
es 2 m3 cada 10 minutos el cual está a 100ºC y 1.5 atm de presión ). Luego se procede al 
enfriado, para lo cual el néctar caliente se deposita en un tanque con sistema de agitación en 
el cual permanece hasta lograr una temperatura de 50 °C, momento en el cual se procede al 
envasado en frascos previamente lavados, se tapan herméticamente y se colocan en posición 
invertida durante 3 – 5 minutos a fin de esterilizar las tapas. El producto es embalado en cajas 
de cartón con capacidad para 24 frascos de 500 ml de capacidad. 
Consideraciones: 
- Mermas por Transporte : 0.5% 
- Merma por selección : 1.5% 
- Merma por lavado : 0,50% 
- Merma por cortado : 0.8% 
- Cáscara y semillas : 30% 
- Azúcar en pulpa : 10°Brix. 
- PH del jugo : 2,5. 
- Densidad del néctar : 1,6 kg/lt 
Se pide: 
a) Elaborar el diagrama de bloques del proceso productivo. 
b) Elaborar el programa de producción y los requerimientos de materia prima e insumos 
para 3 años, teniendo en cuenta que se trabajará un turno por día y 150 días el primer 
año, dos turnos y 250 días el segundo año y tres turnos y 300 días el tercer año. 
c) Determinar la capacidad de procesamiento, capacidad de producción y el rendimiento 
del proceso productivo. 
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SOLUCION DE CASO PRACTICO: PLANTA INDUSTRIAL DE OBTENCION DE 
NECTAR DE COCONA POR PULPEADO – REFINADO CON CAPACIDAD DE 
PROCESAMIENTO DE 6 TM/DIA. 
 
a) DIAGRAMA DE BLOQUES DEL PROCESO PRODUCTIVO. 
 
 
 
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Base de cálculo capacidad de procesamiento del equipo de pulpeado-refinado de 6 TM por día. 
 
6 𝑇𝑀
𝑑𝑖𝑎
(
𝑑𝑖𝑎
3 𝑡𝑢𝑟𝑛𝑜
) = 2 𝑇𝑀/𝑡𝑢𝑟𝑛𝑜 
 
 
1. BALANCE DE MATERIA EN PULPEADO. 
 
Donde: 
A = 2 TM 
B = 30% A 
C = ¿? 
 
A = B + C 
A = 30% A + C 
A – 0.30 A = C 
0.70 A = C 
C = 0.70 (2 TM) = 1.4 TM 
C = Pulpa refinada = 1.4 TM 
B = Cascaras y semillas = 0.6 TM 
 
2. BALANCE EN MEZCLADO. 
 
 Cálculo de la masa de pulpa diluida en agua. 
 
Masa de pulpa diluida = C + 4C 
Masa de pulpa diluida = 5C = 5(1.4 TM) 
Masa de pulpa diluida = 7 TM 
 
Cantidad de agua en la dilución = 4C 
Cantidad de agua en la dilución = 4(1.4 TM) 
Cantidad de agua en la dilución = 5.6 TM 
 
 Concentración de la pulpa diluida 
 
Azúcar en pulpa refinada = 1.4(0.10) = 0.14TM 
 
°𝐵𝑥 =
0.14 𝑇𝑀
7 𝑇𝑀
× 100 = 2% 
 
Ácido cítrico = 0.0015 (7) 
 
Ácido cítrico = 0.0105 TM 
 
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 Balance de azúcar en el mezclado. 
 
Pulpa diluida + ácido cítrico + azúca = 0.4 (pulpa diluida + ácido cítrico + azúcar) 
0.02 (7 𝑇𝑀) + á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑐í𝑡𝑟𝑖𝑐𝑜 + 𝑎𝑧ú𝑐𝑎𝑟 = 0.4 (7 𝑇𝑀) + 0.4𝐶𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑐𝑖𝑡𝑟𝑖𝑐𝑜 + 0.4 𝑎𝑧ú𝑐𝑎𝑟) 
0.02(7) + 𝑎𝑧ú𝑐𝑎𝑟 = 0.4(7) − 0.6 (0.0105 ) + 0.4 𝑎𝑧ú𝑐𝑎𝑟 
𝑎𝑧ú𝑐𝑎𝑟 − 0.4 𝑎𝑧ú𝑐𝑎𝑟 = 2.8 𝑇𝑀 − 6.3x10−3TM − 0.14 TM 
0.6 𝑎𝑧ú𝑐𝑎𝑟 = 2.6537 
𝑎𝑧ú𝑐𝑎𝑟 = 4.42283𝑇𝑀 
Azúcar = 4.42283 TM 
 
 Cálculo de la masa del néctar sin preservantes. 
 
Néctar sin preservante = pulpa diluida + azúcar + ácido cítrico 
Néctar sin preservante = (7 + 0.0105 + 4.42283) TM 
D = Néctar sin preservante = 11.43333 TM 
 
 Cálculo de la cantidad de Benzoato de sodio. 
 
Benzoato de sodio = 0.01% (11.43333) 
Benzoato de sodio = (0.0001) (11.43333 TM) 
Benzoato de sodio = 1.143333x10-3 TM 
 
 Cálculo del producto final; néctar con preservante. 
 
Producto final = Néctar sin preservantes + Benzoato de sodio 
Producto final = 11.43333 TM + 1.143333x10 -3 TM 
E = Producto final = 11.43447 TM 
 
3. BALANCE EN EL ENVASADO. 
 
 
E = F 
 
F = Producto envasado = 11.43447 TM 
 
 
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 Cálculo de la cantidad de frascos. 
 
11.43447 TM
turno
(
1000 kg
1 TM
) (
1L
1.6 kg
) (
1000 mL
1L
) (
1 frasco
500 mL
) 
 
Cantidad de frasco = 14293.0875 Frascos = 14294 unidades 
 
 Cálculo de cantidad de cajas. 
 
1 caja 24 frascos 
X 14294 frascos 
 
Cantidad de cajas: 595.58 cajas = 596 unidades 
 
 Cálculo de la cantidad de agua para producir 𝟐 𝒎𝟑de vapor a 100 ºC y 1.5 atm 
de presión. 
 
PV = nRT =
WH2O
PM.H2O
 WH2O =
PV.PMH20
RT
 
 
WH2O =
1.5 atm x 6000 lt x 18 g/mol
0.0821
lt
mol K x 373.15 K
 
 
𝐖𝐇𝟐𝐎 = 𝟓𝟐𝟖𝟕. 𝟗𝟔𝟑𝟎𝟒𝟔 𝐠 = 𝟓. 𝟐𝟖𝟕𝟗𝟔𝟑𝐱 𝟏𝟎
−𝟑𝐓𝐌 
 
4. BALANCE EN EL CORTADO. 
 
A = 2 TM 
A1 = 0.8% A2 
A2 = ¿? 
 
A2 = A + A1 = A + 0.8%A2 
A2 – 0.8%A2 = A 
99.2% A2 = A 
A2 = A / 0.992 = 2 TM / 0.992 = 2.01613 TM 
 
A2 = Frutas de cocona que entran al cortado = 2.01613 TM 
A1 = Cantidad de pedazos de fruta eliminado por cortado = 0.016129 TM 
 
 
 
 
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5. BALANCE EN EL LAVADO. 
 
 
 
A2 = 2.016129 TM 
A3 = 0.50% A4 
A4 = ¿? 
 
A4 = A2 + A3 
A4 = A2 + 0.50% A4 
A4 – 0.50% A4 = A2 
99.5 % A4 = A2 
A4 = A2 / 0.995 = 2.016129 TM / 0.995 = 2.02626 TM 
 
A4 = Frutos de cocona que entran al lavado = 2.02626 TM 
A3 = Cantidad de cuerpos extraños eliminados por lavado = 0.01TM 
 
 Cálculo de la cantidad de agua clorada para lavado. 
 
Cantidad agua Clorada = 3 (A4) 
Cantidad agua Clorada = 3 (2.02626 TM) 
Cantidad de agua Clorada = 6.07878 TM 
 
 Cálculo de la cantidad de Cloro. 
 
6.07878 TM (
1L
1.05 kg
) (
20 mg
1L
) (
1kg
1000000 mg
) = 1.157862857 x 10− 4 TM 
 
Cantidad de Cloro = 𝟏. 𝟏𝟓𝟕𝟖𝟔𝟐𝟖𝟓𝟕 𝒙 𝟏𝟎 − 𝟒 𝑻𝑴 
 
 Cálculo de la cantidad de agua en solución clorada. 
 
Solución clorada = Agua + Cloro 
Agua = Solución Clorada – Cloro 
Agua = 6.07878 – 1.157862857x10 - 4 TM 
 
Agua = 6.07866 TM 
 
Agua total = Agua en solución clorada + Agua en disolución + Agua para vapor 
Agua total = 6.07866 TM + 5.6 TM + 5.287953x10 – 3TM 
Agua total = 11.68394795TM 
 
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6. BALANCE EN LA SELECCIÓN. 
 
 
 A2 = 2.02626 TM 
A5 = 1.5% A6 
A6 = ¿? 
 
A6 = A4 + A5 
A6 = A4 + 1.5%A6 
A6 – 1.5%A6 = A4 
98.5% A6 = A4 
A6 = A4 / 0.985 = 2.02626 TM / 0.985 = 2.05712 TM 
 
A6 = Cantidad de fruta de cocona que entra a la selección: 2.05712 TM 
A5 = Cantidad de frutas muy verdes o deterioradas = 0.03086 TM 
 
7. BALANCE EN EL TRANSPORTE. 
 
 
 
 A6 = 2.05712 TM 
A7 = 0.5% A8 
A8 = ¿? 
 
A8 = A6 + A7 
A8 = A6 + 0.5% A8 
A8 – 0.5%A8 = A6 
99.5% A8 = A6 
A8 = A6 / 0.995 = 2.05712 TM / 0.995 = 2.06746 TM 
 
A8 = 2.06746 TM (Materia prima) 
 
 Cálculo de cantidad de jabas usadas en el transporte. 
 
2.06746 TM (
1000 kg
1 TM
) (
1 jaba
15 kg
) = 137.83067 ≈ 138 jabas 
 
Número de jabas = 138 Unid. 
 
 
 
 
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CALCULO DE LA ELAVORACION DE PROGRAMA DE PRODUCCION. 
 
1. AGUA: 
 
1eraño =
11.68394795 TM
Turno
(
1 Turno
1 día
) (150 días) = 1752.592193TM 
2doaño =
11.68394795 TM
Turno
(
2 Turnos
1 día
) (250 días) = 5841.973975TM 
3eraño =
11.68394795 TM
Turno
(
 3Turnos
1 día
) (300 días) = 10515.55316 TM 
 
2. MATERIA PRIMA: 
 
1eraño =
2.06746 TM
Turno
(
1 Turno
1 día
) (150 días) = 310.119 TM 
2doaño =
2.06746 TM
Turno
(
2 Turnos
1 día
) (250 días) = 1033.73TM 
3eraño =
2.06746 TM
Turno
(
 3Turnos
1 día
) (300 días) = 1860.714 TM 
 
3. PRODUCTO FINAL: 
 
1eraño =
11.43447 TM
Turno
(
1 Turno
1 día
) (150 días) = 1715.1705 TM 
2doaño =
11.43447 TM
Turno
(
2 Turnos
1 día
) (250 días) = 5717.235 TM 
3eraño =
11.43447 TM
Turno
(
 3Turnos
1 día
) (300 días) = 10291.023 TM 
 
4. CLORO: 
 
1eraño =
1.157862857x10−4 TM
Turno
(
1 Turno
1 día
) (150 días) = 0.01736794TM 
2doaño =
1.157862857x10−4 TM
Turno
(
2 Turnos
1 día
) (250 días) = 0.05789314 TM 
3eraño =
1.157862857x10−4 TM
Turno
(
 3Turnos
1 día
) (300 días) = 0.104207657 TM 
 
 
 
 
 
 
 
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5. AZUCAR: 
 
1eraño =
4.42283 TM
Turno
(
1 Turno
1 día
) (150 días) = 663.4245 TM 
2doaño =
4.42283 TM
Turno
(
2 Turnos
1 día
) (250 días) = 2211.415TM 
3eraño =
4.42283 TM
Turno
(
 3Turnos
1 día
) (300 días) = 3980.547 TM 
 
6. ACIDO CITRICO: 
 
1eraño =
0.0105 TM
Turno
(
1 Turno
1 día
) (150 días) = 1.575 TM 
2doaño =
0.0105 TM
Turno
(
2 Turnos
1 día
) (250 días) = 5.25TM 
3eraño =
0.0105 TM
Turno
(
 3Turnos
1 día
) (300 días) = 9.45 TM 
 
7. BENZOATO DE SODIO: 
 
1eraño =
1.143333 × 10−3 TM
Turno
(
1 Turno
1 día
) (150 días) = 0.17149995 TM 
2doaño =
1.143333 × 10−3 TM
Turno
(
2 Turnos
1 día
) (250 días) = 0.5716665 TM 
3eraño =
1.143333 × 10−3 TM
Turno
(
 3Turnos
1 día
) (300 días) = 1.0289997 TM 
 
8. FRASCOS: 
 
1eraño =
14294 frascos
Turno
(
1 Turno
1 día
) (150 días) = 2144100 frascos 
2doaño =
14294 frascos
Turno
(
2 Turnos
1 día
) (250 días) = 7147000 frascos 
3eraño =
14294 frascos
Turno
(
 3Turnos
1 día
) (300 días) = 12864600 frascos 
 
9. CAJAS: 
 
1eraño =
596 cajas
Turno
(
1 Turno
1 día
) (150 días) = 89400 cajas 
2doaño =
596 cajas
Turno
(
2 Turnos
1 día
) (250 días) = 298000 cajas 
3eraño =
596 cajas
Turno
(
 3Turnos
1 día
) (300 días) = 536400 cajas 
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10. JABAS: 
 
1eraño =
138 jabas
Turno
(
1 Turno
1 día
) (150 días) = 20700 jabas 
2doaño =
138 jabas
Turno
(
2 Turnos
1 día
) (250 días) = 69000 jabas 
3eraño =
138 jabas
Turno
(
 3Turnos
1 día
) (300 días) = 124200 jabas 
 
b) CUADRO DE PROGRAMA DE PRODUCCION. 
 
A
ñ
o 
Materia 
Prima (TM) 
Producto 
(TM) 
Cloro (TM) Agua (TM) Ácido 
Cítrico 
(TM) 
Azúcar 
(TM) 
Benzoato 
(TM) 
Frascos 
(Unid.) 
Cajas 
(Unid.) 
Jabas 
(Unid.) 
1 310.119 1715.1705 0.01736794 1752.892193 1.575 663.4245 0.17149995 2144100 89400 20700 
2 1033.73 5717.235 0.05789314 5841.973975 5.25 2211.415 0.5716665 7147000 298000 69000 
3 1860.714 10291.023 0.104207657 10515.55316 9.45 3980.547 1.0289997 12864600 536400 124200 
 
c) 
Año Capacidad de 
Procesamiento 
Capacidad de 
Producción 
Rendimiento 
1 310.119 1715.1705 553.0685% 
2 1033.73 5717.235 553.0685% 
3 1860.714 10291.023 553.0685%