148.206.53.84148.206.53.84/tesiuami/UAM2932.pdf · cáscaras de limón, naranja y toronja ),...

EQUIPO 8

INTEGRANTES:

AGUllAR MANZANO M A W DEL MIAR CORDOVA VILLALOBOS ZULMA

L/MORALEZ LEDEZMA MARGARITA RESENDIZ AVILA HUGO SANCHEZ FELlClANO HORMA ANGELICA

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INDICE

I.- GENERALIDADES

11.- ANALISIS DE MERCADO

-Producto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -Plaza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Estudio de la demanda ..................................................................... Estudio de la oferta ..........................................................................

-Precio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -Comercla11zaclon . . ., ........................................................................................

111.- ANALISIS TECNICO

-Tamaño de la planta ................................................................................... -Programa de producción ............................................................................ .Macrolocahzaclon ...................................................................................... -Microlocalizaclon

. . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1V.- 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 ........................................

Diagrama de flujo de la planta de tratamiento de aguas ........................

. . .................................................................

. . .

-Tratamiento de aguas residuales

7 14 14 18 21 21

22 26 33 45

49 55 5 5 ~ 76 79 80 90

100

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V.- ANALISIS FINANCIERO

-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 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

101 101 103 107 107 108 114 114 119 120 121

122 123

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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.

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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 140.263 toneladas, por lo que los 4.263 toneladas restantes cubren las necesidades de otros productos que también utilizan pectina de bajo metoxilo.

Para el análisis de mercado, se hizo la suposición de que 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 que el 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.

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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.

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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 h t o s 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).

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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.


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......

1.3) ANTECEDENTES.

~1 descubrimiento de la pectina fue hecho por Vauquelin en 1790. 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 desde entonces se 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 - C o r n 2 y -COONH4, que acompañan en el compuesto a los grupos carboxílico y éster metílico.

Parque Industrial San Miguel Km. 79.5 Carretera Federal México-Puebla Calle 2 y Avenida 5. Te]: 91 (2) 214-SS

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I1 ANALISIS DE MERCADO.

11.1.- 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 se utiliza 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 (2.2 a 2.4) (Hernández, 1978). -Contenido de metoxi1os.- Para pectinas de bajo metoxilo deberá ser menor de 7% de metoxilos (Hernández, 1978). -Ausencia de ingredientes tóxicos.- La pectina deberá estar libre de sustancias dañinas tales como pesticidas o sustancias tóxicas a la salud humana.

-Especificaciones microbiológicas. Cuenta total de placa (37°C) Menos de 500/g Cuenta de hongos y levaduras (25°C) Menos de 1O/g Escherichia coli Prueba negativa Salmonella Prueba negativa Estafilococos Prueba negativa

Las especificaciones tratan principalmente de la identidad y pureza del producto. A continuación se presenta un resumen de las especificaciones oficiales de pureza para pectinas de bajo metoxilo utilizadas en la industria alimentaria (Glicksman, 1986).


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cmR.Nw Tabla 11.1 Especificaciones oficiales de pureza para pectinas de bajo metoxilo

~~

FCC (*j CEE (*) ESPECIFICACIO NES

FA0 (*)

Máximo 12 % Máximo 12 % durante el secado

ácido Máximo 1 YO Máximo 1 YO

Cenizasitotal) I Máximo 10 YO Máximo 50 mg/Kg Dióxido de azufre

Metilsulfato de sodio Máximo 50 mg/Kg

nitrógeno, pectina Máximo 2.5 YO Contenido de

isopropanol Máximo 1 YO Metanol, etanol e

Máximo O. 1 % Máximo 1 %

Máximo 2.5 YO

amidada I conteniho ~~ de nitrógeno, pectina no

Maxima 0.5 '%O

amidada

Máximo 0.5 YO

Mínimo 65 Oh Máximo 25 %

Acido galacturónico Máximo 25 % Grado de amidación, Mínimo 65 %

Máximo 40 YO

Máximo 50 % componentes

~~

Máximo 3 Máximo 3 Plomo. tmm I Máximo 10 Máximo 10 Máximo 10

Máximo 50 Máximo 25

Fuente: Glicksman, 1986. *Acta 19 de alimentos y nutricibn de la FA0 *Food Chemical Codex, 3d ed., 198 1. "Consejo directivo de la CEE de julio de 1978.

Máximo 25 Máximo 40

La formación de gel es la principal propiedad de la pectina y depende específicamente de las características del medio (pH, tenor de sólidos solubles, contenido de calcio) y del tipo de pectina utilizada.

PRODUCTO: Pectina de bajo metoxilo amidada. Cumple las especificaciones de la FAO.

Contenido de metoxilos: 5-6 % Grado de esterificación: 3 0-3 5 YO Grado de amidación: 15-20 YO


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La pectina de bajo metoxilo amidada tiene la propiedad de formar geles termorreversibies por la interacción con calcio en una amplia gama de sólidos solubles (10 a 80 %) y pH (2.6 a 6.8). Presenta además la capacidad de formar gel tanto en caliente como en frío.

Las propiedades de las pectinas de bajo metoxilo por lo general varían con la proporción de metoxilos, sustitución amídica y con el grado de polimerización. Este tipo de pectinas requiere de iones calcio para gelificar. Para su gelificación no necesitan sacarosa, aún cuando una pequeña cantidad ayuda a proporcionar mayor rigidez puesto que ésta favorece la interacción carboxilo-calcio.

Las pectinas de bajo metoxilo producen geles que son más suaves y más elásticos que los obtenidos a partir de pectinas con alto grado de esterificación.

Las pectinas de bajo metoxilo amidadas no requieren la adición de calcio para gelificar. Sus geles tienen mejores propiedades termorreversibles que las pectinas de bajo metoxilo convencionales, exhiben menor sinéresis y son más transparentes (Duxbury, 1992), (APENDICE 1).

A continuación se presenta una sección de la estructura química de una molécula de pectina de bajo metoxilo con un grado de esterificación y amidación de aproximadamente 20 a 40 %.

La pectina presenta una temperatura de descomposición de 158 OC (con desprendimiento de gas).

11.1.1) PRESENTACION COMERCIAL Y EMPAQUE

La pectina de bajo metoxilo será envasada en bolsas de polietileno de baja densidad de 5, 10 y 15 kilogramos. La pectina debe ser almacenada en ambiente fresco, seco, con embalaje original y lejos de productos volátiles de olor fuerte, consideradas estas condiciones, la pectina se mantendrá inalterada como mínimo por seis meses. Después de este periodo, todas las pectinas pueden comenzar un proceso de degradación aún bajo buenas condiciones de almacenaje. Esta degradación consiste en una eventual disminución en el largo de las cadenas que constituyen la pectina con la consiguiente reducción de su peso molecular y "SAG. Además puede ocurrir una parcial desesterificación con reducción del grado de metoxilación y de la velocidad de geliiicación.

químicamente inerte, termosellable ( 121-170°C), no posee olor alguno y se retrae por calentamiento. Además de ser impermeable al vapor de agua, evitando así la contaminación por microorganismos, puede someterse a tratamiento especial antideslizante para que pueda apilarse (Fellows, 1994).

Se eligió el polietileno de baja densidad por ser más barato que las pelícilas flexibles, es 4


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1.1.2) ETIQUETA

ESPECIFICACIONES:

Contenido Neto 10 Kg

LOTE: 25/MAR/1996 FECHA DE CADUCIDAD: 25/SEP/1996

PECTINA ClTRlCA DE BAJO METOXILO

Hecho en MCxico


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LI.1.3) USOS.

Tradicionalmente la pectina es utilizada en la Industria Alimentaria como agente gelificante, estabilizante y espesante. Dependiendo del tipo de pectina, dosificación, y de la composición del sistema en el que actúan, se pueden obtener texturas suaves y tixotrópicas hasta firmes Y cohesivas. La formación de geles a partir de pectina se puede utilizar para estabilizar alimentos con fases múltiples, ya sea en el producto final o en una fase intermedia del proceso. El efecto espesante de la pectina en términos de aumento de viscosidad es utilizado principalmente en donde las regulaciones alimentarias previenen el uso de gomas más baratas O donde la imagen de un producto completamente natural es esencial.

Las pectinas de bajo metoxilo son utilizadas en presencia de sales de calcio en productos alimenticios.

En la moderna industria de refrigeración y congelación de alimentos los cuales sufren cambios muy bruscos de temperatura (congelado-descongelado-calentamiento), la pectina de bajo metoxilo da firmeza y consistencia a muchos preparados.

En la elaboración de pan se usa de ordinario el 5 % de pectina en relación con el peso de la harina, se mezcla con glicerina y luego con leche o agua para hacer la pasta. Se utiliza en los glazings y rellenos de pastelería, postres y mezclas de pudines, en los jarabes de fruta para fuente de sodas; en la preparación de composiciones frutales para la fabricación de helados, jaspeados; en los rellenos de pays de fruta la pectina de bajo metoxilo produce un relleno con apariencia brillante y fresca, que es mejor que la que se obtendría con almidón o pectina de alto metoxilo. Se ha utilizado como emulsificante sobre todo en las emulsiones de aceites esenciales o bien de aceite de ricino y en aceite mineral como lubricante para motores. En la fabricación de mayonesas, se usa emulsificante y estabilizador (Glicksman, 1969).

En la industria farmacéutica, la pectina encuentra aplicación en los preparados de insulina, en los que se añade de 2.5 a 3.5 %; en las preparaciones de penicilina, la pectina se utiliza para reducir la proporción de absorción; se ha utilizado en la preparación de apósitos y vendajes, pues facilita la cicatrización de heridas de igual modo que administrándola en solución al 2 %., y como sustituto del plasma sanguíneo se aplica una solución de pectina al 1 YO libre de sustanclas hidrogenadas y tamponadas como inyección intravenosa. Sin embargo, no conviene emplear la solución de pectina en exceso, porque se forma en el organismo un compuesto de naturaleza desconocida. La pectina puede actuar también como hemostático reduciendo el tiempo de coagulación de la sangre. Con NaCl se emplea como sustituto de plasma sanguíneo. Se ha encontrado también, que la pectina reduce los niveles de colesterol en la sangre y la fracción de las lipoproteinas de baja densidad sin cambiar los niveles de lipoproteinas de alta densidad o triglicéridos. La pectina parece ser efectiva en la reducción de glucosa en individuos normales, obesos y diabéticos cuando se le consume, siendo un beneficio metabólico sin una pérdida adversa de minerales en el bulto fecal, teniendo efectos benéficos como consecuencia de su consumo en la dieta. Para el tratamiento de úlceras de piel se preparan pastas a base de pectina. Puede utilizarse igualmente en pastas dentífricas y como absorbente en jabones. El uso tradicional de la pectina ha sido en mezclas para combatir la diarrea. La pectina también ha sido utilizada para mantener la viscosidad en algunos jarabes. También se utiliza como antídoto para algunos envenenamientos con metales tóxicos. La pectina es un ingrediente de muchos preparados infantiles que se utilizan como auxiiliares de enfermedades tales como disenteria, colitis y fiebre tifoidea (Alcalá, 1980).

En la industria metalúrgica, la pectina se utiliza como sustituto de aceite en el endurecimiento o templado de acero y otras aleaciones, siendo más ventajosa que 10s aceites porque la operación se regula con facilidad, cambiando las concentraciones. Se emplea igualmente para cubrir láminas de aluminio; se sugiere en plásticos y en la fabricación de productos espumantes (Chávez, 1970).

En la preparación de textiles, la pectina sirve como emulgente para aceites etéreos vegetales 0 minerales, además, impide la combustión y sirve para aglomerar minerales (Alcalá, 1980).


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PRODUCTOS SUSTITUTOS. *

La pectina es el estabilizador más antiguo usado en sistemas alimenticios, sin embargo, muchos fabricantes tienen la idea de que la pectina es un ingrediente de alto costo. Esto último es cierto si sólo se contempla el precio por kilo. Pero, si se toman en cuenta dentro del costo global los niveles de uso, este parámetro cobra otra dimensión. Los ingredientes de alta hncionalidad como la pectina, permiten compensar estos costos, ya que con una pequeña dosificación, se alcanzan los resultados deseados.

Se han evaluado y desarrollado otros productos de menor precio con propiedades estabilizantes, siempre orientados a ofrecer un producto con mejores características sensoriales y una mayor vida de anaquel. Entre los cuales se encuentran gomas, polímeros solubles en agua y coloides hidrofilicos (naturales o modificados), que son sustitutos de la pectina.

La elección del sustituto toma en cuenta: 1.- Consideraciones hacia el producto final (tipo de empaque y condiciones de

almacenamiento). 2.- Consideraciones hacia el proceso (método de incorporación, propiedades hncionales

especiales, tipo de proceso, condiciones de procesamiento, compatibilidad con otros constituyentes del alimento y posible sinergia con otras gomas).

3 .- Aspectos misceláneos (disponibildad, costo y consideraciones legales).

PRINCIPALES SUSTITUTOS DE LA PECTINA.

NATURALES MODIFICADOS Agar-Agar Almidones modificados 2 ,3 Alginatos 1 Carboximetilcelulosa (CMC) Almidones 2 Fructogel Carrageninas Gelatina Goma de algarrobo Grenetina Goma arábiga ITAL 1000 sp Goma karaya Goma xantana Goma tragacanto

* Química Hércules S.A de C.V . Información técnica. PRODUCTORES 1 Ciba Geigy Mexicana S. A de C.V. 2 Arancia Productos Ind. S. A 3 Arana1 Comercial S. A de C.V.

DISTRIBUIDORES Danisco Ingredients México (antes Grindsted de México) Central de drogas Droguería cosmopolita Hervi S. A Hércules Prove-quim S. A de C.V.

Desde el punto de vista de aplicación, la pectina no ha sido desplazada ya que otorga características específicas al producto como son: sabor, textura, fluidez entre otras. Además por las entrevistas realizadas a los industriales que utilizan la pectina en su proceso y a los propios proveedores de ésta, se confirmó que la pectina no debe ser sustituida por otro producto ya que al hacerlo, por ejemplo, si se utiliza una pectina en lugar de almidón modificado para las preparaciones industriales de fruta combinadas con yogurth y otros

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productos lácteos, se mantiene una distribución uniforme de la fruta dentro del yoguth, sin enmascarar delicados sabores y aromas frutales. Además, al contrario de los almidones, la pectina no introduce una textura harinosa al yogurth. Las pectinas de bajo metoxilo son apropiadas como gelificantes en postres lácteos y son preferidas 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 estas razones los industriales prefieren a las pectinas por sobre todos los posibles sustitutos, ya que el desplazarlas, implicaría bajas ventas, debido a que sus productos no tendrían las mismas características. Por lo que, cada vez más fabricantes están concientes de la relación costo-beneficio de la pectina.

11.2)PLAZA

11.2.1) ESTUDIO DE LA DEMANDA

a) Diagnóstico de la demanda

La demanda potencial de pectina de bajo metoxilo está constituida por la industria alimenticia únicamente y los productos que emplean este tipo de aditivos se presentan en la siguiente tabla:

Tabla 11.2.2.- Principales productos en la industria alimentaria involucrados en el consumo de pectina de bajo metoxilo con sus respectivos porcentajes de adición.

No. % DE ADICION PRODUCTO QUE UTILIZA PECTINA 1 2

0.5 - 1.2 Mermeladas de bajos sólidos( 15 - 60 %O)

0.2 - 0.8 Base de fruta para yogurth (20 - 60% sólidos solubles) 7 0.1 - 0.3 Salsa picante 6 1.0 - 2.0 Glaseado 5 0.8 - 1.0 Dulces de bajos sólidos 4 1.0 - 1.5 Dulce dietético 3 0.5 - 1.2 Mermeladas dietéticas( 15 - 40 % sólidos solubles)

I 8 /Base de fruta para helado 0.3 - 0.4 9

1.0 - 2.0 Leche gelificada en fi-ío 1 1 0.2 - 0.5 Dulce tipo chocolate con confites 10 0.05 - 0.2 Yogures

12

1.0 - 1.5 Mousse 14 0.2 - 0.3 Dulces de leche 13 0.5 - 1.5 Leche gelificada en caliente

15 Ketchup 16 Turkish Delight

- Malvaviscos (bombón) 17 0.1 - 0.3

~~

2.0 - 2.5

Para poder cuantificar la demanda potencial se recurrió a fientes primarias de información tales como entrevistas personales y telefónicas a empresas involucradas en el consumo de


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pectina tales como Herdez, Clemente Jacques, Conservas La Costeña y otras más (APENDICE 2); y además se recurrió a hentes secundarias de información estadística: CANACINTRA, CANAINCA, CANILEC, BANCOMEXT, TNEGI (APENDICE 2) obteniéndose información de la producción nacional de bienes de consumo final los cuales utilizan a la pectina de bajo metoxilo en sus procesos de manufactura (Tabla 11.2.3).

De la producción nacional obtenida se considera que un 30% consume pectina de bajo metoxilo (Dato proporcionado por el Ing. Erick Larrea A., Helm de México, S.A. de C.V.).

Tabla 11.2.3.- Producción anual en toneladas de los principales productos alimenticios que requieren pectina de bajo metoxilo

Fuente:CANAINCA, CANILEC.

En base a los porcentajes medios de adición de pectina a los diferentes productos antes mencionados (Tabla 11.2.2), se calculó la demanda total de pectina de bajo metoxilo mostrándose en la siguiente tabla:

Tabla 11.2.4.- Cálculo de las toneladas de pectina de bajo metoxilo utilizadas en los siguientes productos.

Se estima que en 1994 se tuvo una demanda potencial de pectina de bajo metoxilo de 136 Toneladaslaño para la elaboración de los productos mencionados en la Tabla 11.2.4.

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 140.263 toneladas, por lo que las 4.263 toneladas restantes cubren las necesidades de los demás productos que también utilizan pectina.

Para el análisis de mercado suponemos que el 100% de las importaciones de pectina a nuestro país son de bajo metoxilo, ya que en México, sí existe una planta productora de pectins de alto metoxilo que satisface la demanda nacional.


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......

b) Pronóstico de la demanda

El mercado potencial a futuro estará en función del crecimiento del sector de la industria alimentaria como se observa en la Figura 11.2.1 :

20

1992 1993 1994 1995

A Ñ O

;IGURA 11.2.1 Crecimiento en el consumo de pectina debido al emp productos.

$0 en diferentes

Se ha descubierto una nueva propiedad en la pectina, la cual puede ser sustituto de grasas y aceites en formulaciones alimenticias para productos bajos en calorías ofreciendo la facilidad y simplicidad natural que los consumidores y productores han estado buscando en un sustituto de grasa. Con lo anteriormente mencionado, se puede pronosticar que existirá una mayor aplicación de la pectina de bajo metoxilo en el sector alimenticio, principalmente para productos nutritivos, dietéticos y de preparación rápida.


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c) Segmentación de mercado

Existen varias ramas de la industria manufacturera involucradas en el consumo de pectina (alimentaria, farmacéutica, textil y metalúrgica), de las cuales, el sector alimentario es el Único que utiliza pectina de bajo metoxilo en los procesos de elaboración de los productos.

En base al 30% de utilización de pectina de bajo metoxilo en el sector alimentario, se determinó su consumo para cada producto:

I

9% 15% MERMELADA

CAPSUP

HELADO

YOGHURT

SALSA PICANTE

FIGURA 11.2.2 Participación de cada producto en el consumo de pectina de bajo metoxilo 1994.

Por lo tanto la pectina de bajo metoxilo es indispensable para mantener la calidad de los productos mencionados anteriormente y sus propiedades características tales como: textura, estabilidad y consistencia, por lo que dificilmente será desplazada por otro tipo de aditivos. Además de que se pretende sustituir parte de las importaciones de este aditivo, lo cual favorecerá la balanza comercial hacia México, por lo que se decidió participar en este mercado con un 50% del mercado potencial, el cual cubrirá a las industrias del D.F. y del área metropolitana.

d) Análisis de la demanda

Del dato obtenido de la demanda potencial para la pectina de bajo metoxilo (140.263 Todaño), se determinó que se requieren 0.4 Toddía de pectina para el abastecimiento nacional, por lo que nuestro mercado meta será el sector alimentario y representa el 50% del mercado potencial y corresponde a producir 70 Todaño de pectina de bajo metoxilo.

e) Escenario y proyecciones

El escenario propuesto bajo el cual se proyectó la demanda plantea lo siguiente: La tendencia de las actividades productivas del país es hacia una caída global de 6.01% del PIB durante todo 1995. Tomando en cuenta que la inflación estimada para diciembre del mismo año estará entre 5.0 y 5.5 %, las tasas de interés se situarán por arriba del 40% llagando hasta un

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.... .... ....... .... cmumc 66%, si se considera una inflación temporal dichas tasa de interés alcanzarían porcentajes menores. El sostenimiento prolongado del actual nivel, provocaría retrasos en la recuperación económica prevista para 1996. Por eso, y con el apoyo de tasas de inflación relativamente bajas (menores al 2% mensual en lo que resta del año 1995), resulta viable, que en la medida en que se establece el clima político, las autoridades busquen inducir nuevas reducciones en las tasas de interés.

Las medidas que se están tomando son de corto plazo y deberán venir acompañadas de anuncios y/o cambios que logren la estabilidad que la Alianza para la Recuperación Económica y los Criterios Generales de Política Económica no lograron hacer.

A principios de noviembre el Banco de México al entrar a regular el mercado cambiario, asignó un techo a la paridad de 8.30 nuevos pesos. Un techo de 8 nuevos pesos y de tasas al 60% parecen hoy un nivel interesante; no obstante, la economía sigue siendo vulnerable y sensible.

Bajo las condiciones antes mencionadas y considerando la agudización de la turbulencia política que causa la incertidumbre y el nerviosismo de los mercados desde 1994, la demanda de la pectina por las industrias se mantendrá con un crecimiento lineal como se observa en la Figura 11.2.1 y de igual manera la oferta; pues al estar creciendo la demanda en un 13% durante los últimos años se requiere una mayor cantidad de pectina, que podrá ser cubierta por nuestra empresa (la finalidad es sustituir parte de las importaciones).

Considerando el perfil económico, político y social que se desarrolla actualmente, se presenta a continuación la proyección de la demanda a 5 años:

Tabla 11.2.3.- Proyección de la demanda

AÑ0 CANTIDAD (Todaño) 1992

177 1997 163 1996 149 1995 135 1994 121 1993 107

1

1998 205 1999 191

2000 23 3 200 1

219

2002 247 I

En función al crecimiento de la demanda, la empresa productora de pectina de bajo metoxilo irá creciendo en un 10 YO.

II.2.2) ESTUDIO DE LA OFERTA

a) Análisis de importaciones


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El mercado de pectina, se ha visto influenciado por una serie de acontecimientos que van desde la apertura del bloque soviético, hasta la casi desaparición temporal de los mercados del este de Europa, lo cual ha provocado una baja demanda y por lo mismo, una caída en los precios desde 1992.

Tabla 11.2.1 .- Importaciones definitivas fracción-país de pectina

IMPORTACIONES AÑ0 TONELADAS 1986 54.155 1987

132.615 1990 80.909 1989 70.692 1988 77.012

II 1991 11 1.483 II 1992

126.193 1993 109.47

II " ~ ~ I

1994 140.263 II I 1995 (Jun) 82.089 Fuente: BANCOMEXT

En México no existen industrias productoras de pectina de bajo metoxilo, por lo que el abastecimiento de la misma se tiene que realizar mediante un régimen de importaciones. El mayor volúmen de importación nacional de pectina se registró en 1994, notándose una tendencia a la alza desde el año de 1990 con un leve descenso en el año de 1992, por lo que se puede afirmar que las importaciones de pectina a nuestro país se han incrementado (Tabla 11.2.1).

El principal país de donde se importa pectina es de Dinamarca, seguido por Italia.

b) Oferta actual

En México no existen industrias productoras de pectina de bajo metoxilo, por lo que se tiene

La distribución de la pectina en nuestro país está centralizada básicamente en las siguientes que recurrir a las importaciones de dicho aditivo para el abastecimiento nacional.

empresas: -Danisco Ingredients Mexico, S.A. de C.V. (antes Grindsted de México, S.A. de C.V.) -Química Hércules, S.A. de C.V.

Además, la comercialización de la pectina de bajo metoxilo está monopolizada por la compañía "Danisco Ingredients", la cual controla los precios del mercado de la pectina cítrica por ser líder tanto en producción como en ventas, así como la que da a más bajo precio el producto, según el análisis de precios de la Tabla 11.2.5:

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Tabla 11.2.5.- Comparación de precios de la pectina de bajo metoxilo por kilogramo

Precio de pectina de Química Hércules Danisco Ingredients bajo metoxilo (pectina cítrica) (pectina cítrica)

I I

Bajo metoxilo (dls)" I 14.0 18 - 20 1 I BaFmetoxilo (N$) I 105 135 - 150 I * Considerando una paridad cambiaria aproximada en el mes de noviembre de 7.5 N$/dl

c) Planes a futuro

La empresa Danisco Ingredients México, productora de pectina de alto metoxilo, tiene una estructura de capital 100% extranjero, prevee planes de crecimiento a futuro con la puesta en marcha de una planta que reprocese la pectina de alto metoxilo para convertirla en pectina de bajo metoxilo en sus instalaciones de Tecomán, Colima.

d) Pronóstico de la oferta

Para referirnos a este punto, retomaremos la Tabla 11.2.1, en la cual se pueden ver como han aumentado las importaciones de pectina en los últimos años, mostrando con ésto que con el establecimiento de un planta productora de pectina de bajo metoxilo se tendrán buenas perspectivas, ya que aparte de sustituir parte de las importaciones sería favorable económica, política y socialmente, ya que habría una disminución de egresos económicos además de incrementar las fuentes de empleo; por otra parte, su mercado se irá expandiendo gradualmente año con año por las necesidades de consumo.

11.2.3) BALANCE OFERTA-DEMANDA

Considerando que en México no existe ninguna industria productora de pectina de bajo metoxilo y que el abasto nacional se da únicamente a través de las importaciones, consideramos que la oferta corresponde a las importaciones y asciende a 140.263 Todaño, y en lo que respecta a la demanda se obtiene que aproximadamente son 136 Todaño. Las importaciones cubren esta demanda y las 4.263 Ton restantes van destinadas a otros productos que aparecen en la Tabla 11.2.2, y de los cuales no se cuenta con información sobre estadísticas del consumo de pectina.


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Por lo que:

OFERTA = 140.263 Toneladas I año

DEMANDA = 140.263 Toneladas 1 año

DEMANDA I OFERTA = 1

Aunque existe incertidumbre este proyecto pretende sustituir parte de las importaciones.

11.3) PRECIO

Por lo general, el precio de la pectina está determinado por el equilibrio entre la oferta y la demanda. El precio de venta de la pectina a nivel nacional ha variado fbertemente y aunque se tengan cambios en el precio, la demanda se mantiene, ya que las distribuidoras de ésta mantienen un amplio rango en sus precios, dependiendo además de las características de esterificación de la pectina. Por otra parte, 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.

Por lo que en nuestro caso, el precio de la pectina fluctuará entre 14 y 15 dÓlaresKg, dependiendo de la cantidad que adquiera el consumidor, se podrá o no dar descuento si es consumidor directo o distribuidor, pero en ambos casos, el precio de la pectina no será superior al de los competidores, con el propósito de lograr un porcentaje de participación en el mercado.

11.4) COMERCIALIZACION

La comercialización es una forma de hacer llegar productos terminados o intermedios a los consumidores; la pectina de bajo metoxilo amidada es un bien intermedio y se emplea para la elaboración de productos terminados. Por lo tanto, el canal de distribución para hacerla llegar a un precio moderado y de manera eficiente será el siguiente:

PRODUCTOR ------> USUARIO INDUSTRIAL

Con la elección de este canal se pretende hacer llegar la pectina de bajo metoxilo amidada a aproximadamente la mitad del mercado potencial en donde se encuentran inmersas las grandes, medianas, micro y pequeñas industrias, que actualmente se encuentran en una situación crítica, pues como varios de los productos intermedios son de importación, el precio de venta se ve influenciado por el mercado cambiario del peso frente al dólar, y algunas distribuidoras toman esta situación como política de venta.

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I . - T A M A Ñ O .

El tamaño de planta es la capacidad instalada de producción, en donde la capacidad se expresa en cantidad producida por unidad de tiempo.

En la evaluación de un proyecto, es importante determinar el tamaño de la planta, ya que influye en gran medida en el monto de recursos económicos que se habrán de gastar para su construcción. En general, los factores más importantes que influyen en la selección del tamaño de una planta industrial son los siguientes:

1- Características del mercado de consumo 2- Características del mercado de abastecimiento de materias primas 3 - Disponibilidad de recursos financieros 4- Política económica 5- Otros

Por tanto el tamaño más adecuado de la planta industrial será aquél que se obtenga optimizando la economía de la misma en función de los tres factores más importantes que lo condicionan, además del mercado, y se presentan a continuación.

Características del mercado de consumo.

El mercado de consumo de la pectina de bajo metoxilo amidada es el primer paso para determinar el tamaño de la planta y lo constituye el sector alimentario únicamente, en el cual tiene aplicación como espesante, estabilizante y gelificante.

La pectina de bajo metoxilo amidada que se consume en México es de importación, ya que en el país no existen plantas industriales que la produzcan, por lo que con la evaluación de este proyecto se verá la posibilidad de instalar una planta productora de este aditivo con el propósito de sustituir en un 50% las importaciones para el quinto año de producción (año 2001), que equivale a producir 1 17 toneladas de pectina cítrica de bajo metoxilo para el mismo año.

En caso de que el proyecto sea rentable, la planta arrancará con una producción de 89 toneladas para el año uno (1997), e irá creciendo en un 7.25 % anual hasta llegar al 90.76 % de su capacidad, que corresponde a producir 1 18 toneladas para el año 200 l .

Además, con el análisis de mercado, se determinó que las industrias consumidoras de la pectina de bajo metoxilo, en su mayoría se encuentran localizadas en el D.F. y área metropolitana.

Características del mercado de abastecimiento de materias primas.

La cáscara de frutos cítricos es la materia prima principal para el proceso de obtención de pectina de bajo metoxilo amidada y en México existe una producción muy importante de los mismos y cuyo consumo se realiza en fresco ya sea para consumo humano

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o para industrializarse en la elaboración de jugos, conservas, refrescos, pectinas, aceites esenciales, entre otros.

Los cítricos están constituidos esencialmente en tres partes principales: el epicarpio, mesocarpio y endocarpio. Comúnmente el epicarpio y el mesocarpio en conjunto son denominados cáscara o corteza.

El epicarpio, es la parte coloreada de la cáscara, se le denomina flavedo y en éste se encuentran la mayor parte de los pigmentos (cloroplastos, cromoplastos y carotenoides) y las celdas que contienen el aceite esencial.

El mesocarpio, llamado comúnmente albedo es la fracción interna de la cáscara blanca constituida principalmente de celulosa, hemicelulosa, carbohidratos, sustancias pécticas y flavonoides. Al menos el 50% del peso del albedo está formado por sólidos solubles en alcohol, y algo más del 50% es insoluble. El contenido de pectinas es del orden del 15 al 40%, también contiene cantidades importantes de vitamina C.

A continuación se presenta un cuadro comparativo del contenido de pectina de algunos cítricos:

I ESPECIE I Yo DE PECTINA TOTAL EN B.S

Limón

25-30 Toronja 10-30 Naranja 3 5-40

En el endocarpio, que es la parte comestible del cítrico, está constituido de segmentos o gajos en el interior de los cuales se encuentran las celdillas hsiformes conteniendo el jugo y las semillas. (Braspectina, S.A., 1996).

LOS cítricos se cultivan típicamente en regiones tropicales y subtropicales, desarrollándose mejor en zonas con altitud de 200 a 1500 metros sobre el nivel del mar.

LOS cítricos en general se adaptan a suelos limo-arenosos y tierras limo-arcillosas profhndas bien drenadas, de preferencia suelos sueltos, arenas abiertas o limo-arenosas con buenas características fisicas.

El bagazo de los cítricos (cáscaras), es el resultado de la extracción del jugo del fruto se usa en algunos casos como alimento forrajero, pero nuestra planta la utilizará para la obtención de pectina de bajo metoxilo amidada. Los periodos de disponibilidad de las cáscaras fluctúan, teniendo una mayor producción en los meses de noviembre a abril, y una menor producción de mayo a octubre. Por lo tanto, esta materia prima se obtendrá de forma directa de industrias procesadoras de jugos, concentrados y conservas, en donde tienen como residuos las cáscaras de cítricos, dentro de las cuales están: Jugomex, Concentrados y jugos, Jugos del Valle, Jumex, Cítricos Alamos, Frutas y conservas de Veracruz, entre otras.

Las materias primas secundarias las constituyen todas las sustancias que se utilizarán para la extracción de pectina como ácido nítrico, alcohol isopropílico e hidróxido de amonio. El precios de las materias primas ya incluyen la transportación a la planta.

Además, la disponibilidad de la meteria prima dependerá de las temporadas de alta y baja producción; en los periodos de baja producción, se presenta como una alternativa el secado de las cáscaras para su posterior almacenamiento.

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Disponibidad de recursos financieros

Sin duda alguna la disponibilidad de recursos financieros es uno de los factores limitantes del proyecto industrial. La adquisición de recursos financieros para llevar a cabo el proyecto se hará mediante el otorgamiento de créditos bancarios. Dentro de las instituciones crediticias, se encuentran dos tipos:

1- Fondos de fomento (Gobierno)

2- Bancos de primer piso (Privados) -Nacional Financiera (Banco de segundo piso: BANCOMEXT)

-Bancos comerciales ( BANCOMER entre otros.)

Dentro de los mecanismos para dar crédito para la realización de proyectos, existen dos formas: - En una sola exposición y conforme avance la obra, éste se efectúa a través de un banco de primer piso que fbnciona como aval y el dinero lo da algún fondo de fomento. -Si se trata de un proyecto el monto máximo de crédito es del 60% a un máximo de ocho años con créditos de tasa líder (CETES).

De la inversión total para la realización del proyecto "CITRIPEC" pretende cubrir el 70% de inversionistas y el restante 30% de créditos bancarios. Cubriendo así el total de la capacidad instalada (100%) para evitar hacer inversiones posteriores.

Dentro de los tipos de préstamo, se encuentra el préstamo refaccionario destinado para la compra o arrendamiento financiero de maquinaria, equipo y local, así como modificaciones a las instalaciones. El otro tipo de préstamo es el de habilitación o avío, los cuales son destinados al fomento industrial para la adquisición de materias primas, salarios o gastos directos; el monto de este tipo de préstamo no excederá del 50% de su capital contable ajustado.

Política económica La política económica, es otro factor importante que influye directamente para el

tamaño de la planta en determinada región; está formada por decretos que establecen los estímulos fiscales para fomentar el empleo, la inversión en actividades industriales prioritarias y el desarrollo regional (Prontuario Fiscal correlacionado, 1996).

Artículo lo. El presente decreto establece los estímulos fiscales que se otorgarán para el fomento del empleo y la inversión en las actividades industriales prioritarias y el desarrollo regional, en apoyo a la realización de los siguientes objetivos: I. Fomentar la generación de empleos productivos y permanentes en las actividades industriales prioritarias y en la pequeña industria; 11. Estimular la inversión productiva en actividades consideradas prioritarias para el desarrollo económico del país; 111. Apoyar el desarrollo de la microindustria y pequeña industria;

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IV. Promover la descentralización territorial de las actividades industriales y el desarrollo regional; V. Impulsar de manera selectiva la producción nacional de bienes de capital y el de uso intermedio y propiciar la formación y operación de cadenas productivas, así como la sustitución eficiente de importaciones; VI. En general, contribuir al cambio estructural y a la modernización del aparato productivo industrial.

Artículo 30. Los estímulos fiscales que prevé el mencionado Decreto, se otorgarán atendiendo a la clasificación de las industrias y a su localización definidas en los artículos 40 y 60 de este Decreto.

I. Microindustria. Toda empresa que ocupe hasta 15 personas y cuyo valor de ventas netas anuales sea hasta de 1.5 millones de pesos. 11. Pequeña industria. Toda empresa que ocupe de 16 a 100 personas, y cuyo valor de ventas netas anuales sea superior a los 15 millones de pesos. 111. Industria Mediana. Toda empresa que ocupe 250 personas, y cuyo valor de ventas netas anuales no rebase de 34 millones de pesos. IV. Industria grande. Toda empresa que ocupe más de 250 personas, y cuyo valor de .ventas anuales rebase de 34 millones de pesos V. Inversión Beneficiable. La que se realice a partir de la vigencia de este Decreto, para la adquisición o construcción de: Edificios e instalaciones, maquinaria y equipo nuevos, relacionados directamente con el proceso productivo industrial.

También podrá considerarse como adquisición de edificios, instalaciones de maquinaria y equipo la del derecho de autorizarlos en exclusiva cuando éstos sean nuevos y el citado derecho se obtenga en virtud de un contrato de arrendamiento financiero con opción de compra, siempre que éste se ajuste a lo establecido en el artículo 15 de Código Fiscal de la Federación. Artículo 60. Los estímulos fiscales se otorgarán atendiendo también al lugar donde se desarrolle la actividad industrial conforme al Decreto por el cual se establecen las Zonas Geográficas para la Descentralización Industrial y el Otorgamiento de Estímulos, en el que se señalan las siguientes zonas:

Artículo 40. Para la aplicación del presente Decreto, se entenderá por:

Zona I de máxima prioridad nacional Zona I1 de máxima prioridad estatal Zona I11 de ordenamiento y regulación

111- A Area de crecimiento controlado 111- B Area de consolidación

Los estímulos fiscales emitidos por la Ley de Impuestos Sobre la Renta (LISR) establece que los fondos destinados a investigación y desarrollo de tecnología no podrán exceder del 1.5% de los ingresos que obtenga el contribuyente en el ejercicio. Los fondos destinados a los programas de capacitación no podrán exceder del 1% de los citados ingresos y deberán cumplir con los requisitos que establezca el Reglamento de esta Ley.

El plan estatal de desarrollo industrial apoya tres puntos básicos:


1 .- Se requiere infraestructura necesaria para generar otros parques industriales. 2.- Simplificación y agilización de trámites, servicios y vigencias a través de la Secretaría de economía. 3.-Apoyar a empresas que tengan capacidad de exportación. Otros factores que influyen en el tamaño de planta.

Las características de la mano de obra es un factor limitante del tamaño de la planta industrial, ya que muchas veces es mejor reducir el tamaño de la planta que hacer frente a fuertes reparticiones de servicios tales como, servicios médicos, casas habitación, etc..

Las características del proceso y equipo son factores que también influyen para determinar el tamaño de la planta ya que es primordial seleccionar un tamaño mayor de planta, que expander las instalaciones ya que muchas veces éstas pueden causar periodos de construcción dentro del cual es necesario, aveces suspender o disminuir la producción.

Programa de producción La planta CITRIPEC empezará a operar una vez concluido el periodo de

implantación de la planta y transcurridas las pruebas del equipo, las condiciones de fabricación y su puesta en marcha.

Cabe mencionar que la planta llegará a operar a un 90.76 "YO de su capacidad nominal, a los cinco años después de su puesta en marcha, por lo que su capacidad de producción se incrementará paulatinamente pero suponiendo que el número de empleados será el mismo durante los cinco años a los que está proyectado.

1- Cantidad de empleados que ocupará el proyecto: 57 personas 2- Empleados directos para producción: 29 personas 3- 29 personas x (16 horaddía) = 464horas-hombre/día = 4648hWdía = 2320hWsemana. 4- Considerando el 85% de utilización:

5- Se dispondrá de 10% del total horas-hombre/semana por tiempo extra en caso necesario. 6- Se trabajarán 300 días por año.

Las consideraciones para la elaboración del programa de producción son:

[(2320hWsemana)/(29 H)] x (0.85) = 68h/semana para cada persona.

De acuerdo a lo anterior, el programa de producción se presenta en la (Tabla 2).

Tabla 2 AÑO % de instalación en la Volumen de producción

(Todaño) planta 1996 ""_ """

1997 I 89 I 68.46 I I 1998 73.84 95

1999 109 2000 102

200 1 90.76 117


Conclusión sobre el tamaño de planta.

Al hacer el análisis de los factores que determinan el tamaño de la planta, sirve para plantear y desarrollar las alternativas que producirán los mejores resultados económicos para el proyecto.

Tomando como referencia el programa de producción, las 57 personas (operarios y empleados) que serán utilizados en la planta durante los cinco años a los que estará proyectada la planta, serán repartidos en dos turnos de ocho horas cada uno, y además considerando el valor de ventas anuales, la planta CITRIPEC S.A. de C.V. se clasificará como pequeña industria (artículo 4" del Decreto de los estímulos fiscales para fomentar el empleo; Prontuario Fiscal 1996).


11- LOCALIZACION

Selección de la Entidad Federativa donde se localizará la planta productora de pectina de bajo metoxilo a partir de cáscara de frutos cítricos.

El estudio de localización para el proyecto obtención de pectina constará de tres

1) Elegir el territorio o la región. 2) Escoger la localidad particular dentro de la región 3) Seleccionar dentro de la localidad el lugar especifico para el establecimiento de la

planta La localización más adecuada será aquella que permita a la Industria "CITRIPEC"

elaborar y distribuir su producto con el mayor beneficio y a precio bajo. La naturaleza de los lugares alternativos, los atractivos y desventajas de cada uno, serán los factores determinantes en la decisión final

Entre los Estados seleccionados para la mejor ubicación están: Puebla, Morelos y Veracruz por existir una cercanía tanto a la materia prima como al mercado de consumo (localizado en el D. F. y área Metropolitana); además de poseer otras ventajas en cuanto a servicios, mano de obra, lugares de diversión, políticas que promueven la instalación de industrias para generación de empleos. Por lo tanto se realizará una investigación más a fondo y determinar cual de las 3 Entidades puede ser la más idónea para ubicar la planta productora de pectina de bajo metoxilo amidada 'I CITRIPEC 'I.

pasos importantes.

MORELOS

Características generales. El estado de Morelos se encuentra en la región central del país, limita al norte con el

Distrito Federal y el Estado de México, al sur con los estados de Guerrero y México, al este con Puebla y al oeste con el Estado de México. Su superficie es de 4,941 kilómetros cuadrados, que significa el 0.25 'YO del territorio nacional.

El estado se divide políticamente en 33 municipios. La población censal es de 1 '195,059 habitantes, que representa el 1.5 % de la

población total del país, con densidad poblacional de 242 personas por kilómetro cuadrado. La población económicamente activa para 1995 alcanzó las 348,357 personas distribuidas por sectores de la siguiente manera: Agricultura, ganadería, silvicultura y pesca, 20.3 %; minería y extracción de petróleo y gas, 0.4 'YO; industria manufacturera, 16.2 %; electricidad y agua, 0.7 'YO; construcción, 10.6 %; comercio, restaurantes y hoteles, 17.2 'YO; transporte y comunicaciones, 4.1 'YO; servicios comunales, sociales, profesionales y personales, 23.5 %; servicios financieros, 1 %; administración pública y defensa, 3.7 %; y 2.3 % es no especificado.

El Producto Interno Bruto de la entidad participó con el 1 YO del total nacional, ocupando el 240. lugar.

En el producto interno bruto destacan por su participación sectorial, la actividad agropecuaria con 9.1 %; minero, 0.4 %; manufacturero, 23.1 %; construcción, 8.4 %; electricidad, 0.5 %; comercio y transporte, 3 1.9 'YO y servicios con el 26.6 %.


Infraestructura y servicios básicos. El estado de Morelos cuenta con 2,184 kilómetros de carreteras; 34.9 9'0 revestidas,

65.1 % pavimentadas, de las cuales el 9.6 % son de cuota, 0.9 % del global nacional. 265.9 kilómetros de vías férreas; representa el 1 9'0 del total nacional. Cuenta con cinco aeródromos. 47 oficinas bancarias, que representan el 1 % del total nacional. 1,827 planteles educativos, que en total ocupa el 1.2 9'0 del total en el país.

Dentro de las principales actividades manufactureras destacaron por su participación en el empleo en 1995 la rama química con el 14.3 9'0 del total, le siguen: equipo de transporte y alimentos.

Industria. No obstante los esfberzos realizados, el desarrollo industrial ha sido lento; los parques industriales están subocupados haciendo necesario consolidar su ocupación e iniciar la tarea de crear miniparques en diferentes municipios. Se requiere impulsar una industria no contaminante. Se requiere capacitar a los trabajadores, ampliar los mercados locales , atraer recursos y apoyos financieros para dinamizar la industria morelense.

PUEBLA

Características generales.

El estado de Puebla se ubica en la región sureste de la Altiplanicie Mexicana. Limita al norte y al este con Veracruz, al oeste con Hidalgo, Tlaxcala, México y Morelos y al sur con Guerrero y Oaxaca. Su superficie es de 33,919 kilómetros cuadrados, que representan el 1.7 'YO del territorio nacional.

El estado se divide políticamente en 2 17 municipios. La población censal es de 4'1 18,059 habitantes, de los cuales el 49 % son hombres y

el 5 1 % mujeres. La densidad de la población es de 121 habitantes por kilómetro cuadrado. La población económicamente activa representa, aproximadamente, el 30.7 % de la población total. la mayor parte se dedica a la agricultura, la ganadería, la silvicultura, el comercio y otros servicios y, en menor medida, a la industria manufacturera.

Infraestructura y servicios básicos.

La entidad dispone de: - Dos aeropuertos, uno de largo alcance ubicado en Huejotzingo y otros de mediano alcance en Tehuacán y 16 aeródromos localizados en la Sierra Norte. - 1 1,056 kilómetros de infraestructura carretera.. - 1,344 kilómetros de vías férreas que la comunican con en Distrito Federal, Veracruz y Oaxaca. - 500 oficinas de correo y telégrafo. Los servicios de teléfono, telex y microondas se ofrecen únicamente en las principales ciudades. - 667 unidades de servicio médico público y privado.


- Servicios educativos desde el nivel preescolar hasta el profesional. Existen trece universidades, once escuelas técnicas y dos centros de investigación. - 77 sucursales de la banca comercial con carácter regional y 7 oficinas de la banca de desarrollo. - Un corredor industrial, cuatro parques y ocho áreas industriales. Los parques industriales tienen el Registro Nacional de Parques Industriales de la Secretaría de Comercio y Fomento Industrial.

Actividad económica.

El producto interno bruto de la entidad participó con el 3.1 % en el producto interno bruto nacional en 1995, ocupando el séptimo lugar en el país.

En el producto interno bruto estatal destacan por su participación sectorial la actividad manufacturera con el 30 %, los servicios con el 23.2 %, el comercio con el 23% y, en menor escala, los sectores agrícola, ganadero, forestal y pesquero con el 1 1.5 YO; los transportes y comunicaciones con el 6.6 %; las actividades de la construcción con el 4.5 YO; la electricidad con el 0.7 %; y la minería con el 0.5 %.

Industria manufacturera.

El producto del sector manufacturero poblano, ocupó el sexto lugar por su participación en el producto interno bruto de la industria manufacturera del país en 1993.

El número de establecimientos industriales creció a una tasa media anual de 6.4 YO entre 1994 y 1995. De los 3,920 establecimientos registrados, el 71.8 % corresponde a microindustrias, el 21.9 % a pequeñas industrias. el 4.5 % a medianas y el 1.8 % a grandes. En conjunto representan el 3.4 % del total nacional. Estas industrias generan 130,214 empleos y el 3.8 YO del empleo manufacturero del país.

Las actividades industriales destacadas se orientan a las ramas de alimentos y bebidas, textil, de prendas de vestir, de equipo de transporte, de productos químicos y de productos metálicos. Los municipios de Puebla y San Martin Texmelucan alojan a la industria automotriz metalmecánica, textil, química y de autopartes; Tehuacán a la de refrescos y del vestido, y Teziutlán a la del vestido también.

Ventajas comparativas.

La entidad cuenta con infraestructura carretera y ferroviaria que la comunica con el Distrito Federal y con los puertos de Veracruz, Tuxpan y Tampico, lo que permite el acceso al principal centro de consumo nacional que es la Zona Metropolitana de la Ciudad de México, y colocar parte de su producción en el mercado externo.

El estado de Puebla, por su proximidad con el Distrito Federal, es una opción para la desconcentración de la actividad económica de la Ciudad de México.

La industria establecida en las ramas alimenticia, textil, automotriz, siderúrgica y petroquímica fbnge como eje de atracción para el establecimiento de nuevas empresas, como


la de autopartes, la metalmecánica, la de maquinaria y equipo, la farmacéutica, la química y la de plásticos.

Lineas de acción.

Infraestructura.

La Secretaría de Comercio y Fomento Industrial, el gobierno del estado, la Secretaría de Comunicaciones y Transportes, la Comisión Federal de Electricidad, Teléfonos de México, Nacional Financiera y el sector privado promoverán la creación de infraestructura en el Corredor Industrial Quetzalcoatl.

La Secretaría de Comercio y Fomento Industrial y el gobierno de estado solicitarán a Nacional Financiera que realice estudios de prefactibilidad para el desarrollo de parques industriales.

El gobierno del estado, en coordinación con la Secretaría de Comercio y Fomento Industrial, promoverán ante la Comisión Federal de Electricidad el suministro de energía eléctrica al sector industrial ubicado en las regiones norte, centro y suroeste de la entidad.

Industria.

Los gobiernos estatal y municipales, en coordinación con la Secretaría de Desarrollo Urbano y Ecología y los sectores privado y social, formularán e instrumentarán los Programas Estatal y Municipales de Desarrollo Urbano que propicien el desarrollo industrial en zonas específicas.

La Secretaría de Comercio y Fomento Industrial, el gobierno del estado y la Banca de Desarrollo difbndirán los programas financieros existentes para apoyar al sector industrial.

El gobierno del estado, en coordinación con las dependencias del Ejecutivo Federal, establecerá un mecanismo de actualización y capacitación para los servidores públicos de la entidad sobre los Programas de Fomento Industrial instrumentados.

VERACRUZ

Características generales.

El estado de Veracruz se localiza en la porción central de la vertiente del Golfo de México. Limita al norte con el estado de Tamaulipas, al oeste con San Luis Potosí, Hidalgo y Puebla, al suroeste y al sur con Oaxaca, al sureste con Chiapas y Tabasco y con el Golfo de México. Tiene una extensión territorial de 72,873 kilómetros cuadrados, que representan el 3.7 % del territorio nacional y ocupa el décimo primer lugar en el país.

Su división política está conformada por 207 municipios. La población censal es de 6’215,142 habitantes, de los cuales el 42.4 YO constituye la

población económicamente activa.

Infraestructura y servicios básicos.


La entidad dispone de: - Tres aeropuertos ubicados en Minatitlán, Poza Rica y Veracruz, éste último internacional. - Tres puertos de altura localizados en Coatzacoalcos, Tuxpan y Veracruz y un puerto pesquero en Alvarado. - 12,764 kilómetros de carreteras en operación, de las cuales el 3 1 YO están pavimentadas, 40 % están revestidas y el 29 % es de terracería. - 1,17 1.6 kilómetros de red ferroviaria que comunica al puerto de Veracruz con las ciudades de México, Salina Cruz, Tlaxcala y Querétaro. - 1 16 administraciones telegráficas que representan el 8.8 YO del total nacional. -1 1,599 planteles educativos.

- 1,91 O universidades médicas que proporcionan servicios de salud a través del Instituto Mexicano del Seguro Social, el Instituto de Seguridad y Servicios Sociales para los Trabajadores del Estado, la Secretaría de Salud, la Secretaría de Marina, Petróleos Mexicanos y particulares. - Recintos aduaneros en Veracruz, Tuxpan y Córdoba. - Tres parques industriales localizados en Veracruz, Tuxpan y Coatzacoalcos. Sólo dos de los tres parques industriales tienen registro de la Secretaría de Comercio y Fomento Industrial. Actividad económica.

En 1995 la entidad participó con el 5.1 % del producto interno bruto nacional, quinto lugar en el país.

La participación por sectores en el producto interno bruto estatal h e el siguiente: industria manufacturera 20.8 %; comercio 20.4 %; minería 10.2 %; actividades agropecuarias y pesqueras 12.2 %; los servicios comunales con el 14.7 %; comunicaciones y transportes y construcción 2 1.7 YO.

Industria.

La entidad ocupó el quinto lugar en el producto interno bruto del sector manufacturero nacional en 1993, después del Distrito Federal, Estado de México, Nuevo León y Jalisco.

En el periodo 1994-1995 la industria manufacturera registró una tasa media anual de crecimiento del 6.6 'YO en el número de establecimientos.

Los establecimientos industriales de la entidad representan el 3.2 % del total nacional y generan 79,721 de empleos que representan el 2.4 % del empleo manufacturero del país. Del total de unidades industriales el 86.6 % son microindustrias, el 10.2 YO pequeñas, el 1.5 % medianas y el 1.7 % grandes industrias.

La actividad industrial se concentra en los municipios de Poza Rica, Minatitlán, Coatzacoalcos, Orizaba, Córdoba, Tuxpan y Veracruz, siendo las principales ramas de actividad las de alimentos, metálica básica, productos metálicos, petroquímica y química.

Parque Idustrial San Miguel Km. 79.5 Carretera Federal México-Puebla Calle 2 y Avenida 5 . Tel: 91 (2) 214-58

Ventajas comparativas.

La ubicación geográfica de Veracruz y la infraestructura carretera y ferroviaria disponible permiten el flujo de productos del estado hacia los mercados del sur, sureste, centro y noreste del país.

Los puertos de Tuxpan y Veracruz son la puerta natural de México a Europa y ofrecen en servicio de transportación a la costa este de los Estados Unidos.

Lineas de acción.

Infraestructura.

El gobierno del estado de Veracruz, en coordinación con la Secretaría de Comunicaciones y Transportes, promoverá la construcción y rehabilitación de la infraestructura carretera.

El gobierno del estado, en coordinación con la Secretaría de Comunicaciones y Transportes y Ferrocarriles Nacionales de México, promoverá la ampliación de la red ferroviaria hacia la zona norte de la entidad.

Los gobiernos federal y municipal y los empresarios promoverán la construcción de parques industriales, así como la determinación de espacios específicos para la microindustria e industrias que se concentran en las áreas conurbadas de Córdoba-Orizaba y Tuxpan-Poza Rica.

Industria.

El gobierno del estado, la Secretaría de Comercio y Fomento Industrial, Nacional Financiera y el Banco Nacional de Comercio Exterior promoverán y difindirán los diversos programas de promoción industrial que ha instrumentado el Gobierno federal.

La Secretaría de Comercio y Fomento Industrial, en coordinación con la Secretaría de Trabajo y Previsión Social y la Secretaría de Educación Pública, promoverá la impartición de cursos de capacitación y gestión empresarial.


MACROLOCALIZACION.

Para el análisis regional se considerarán los siguientes factores:

FACTORES DIRECTOS:

- Materias primas - Mercado - Mano de obra - Costo de la mano de obra - Disponibilidad de servicios

FACTORES SECUNDARIOS:

- Facilidad de eliminación de desechos - Lugares de diversión - Condiciones climatológicas - Políticas - Actitud de la comunidad

Para determinar el sitio más adecuado se deberán evaluar dichos factores. A continuación se desglosarán dichos factores.

Factores básicos.

Materias primas y mercado.

Todas las opciones de fabricación requieren movimiento de entrada de materias primas y movimiento de salida de producto manufacturado al mercado, que es medida en términos de costo. Por lo tanto la industria " CITRIPEC 'I tenderá a ubicarse en el punto que le implique el menor recargo por costo de transporte. Para estudiar los costos de transporte de las materias primas se recopilaron los siguientes datos:

1) Ubicación de la fuente de cada material 2) Disponibilidad 3 ) Precio 4) Tarifas de transporte al lugar

1.- Las materias primas y la fhente de abastecimiento son un factor importante en la elaboración de cualquier producto; Para el caso particular de obtención de pectina de bajo metoxilo amidada se requiere como materia prima principal cáscara de frutos cítricos (naranja, limón y toronja); productos agrícolas que se cultivan en: Veracruz, San Luis Potosí, Chiapas, Michoacán, Guerrero, Colima Campeche, etc. Fuente INEGI CENSO AGROPECUARIO 1995 ( mapa de localización de las regiones productoras de cítricos,


Anexo I ). Pero la fuente principal de abastecimiento serán las jugueras localizadas en el Estado de México ( Concentrados y Jugos, Jugos del Valle, Jumex y Jugomex ), ya que el objetivo es utilizar los residuos provenientes de estas fábricas extractoras de jugos. Contándose con una disponibilidad inmediata durante todo el año, aunque existe una disminución en los períodos de Mayo - Octubre. La cantidad a emplear en el proceso de extracción de pectina es mínimo con respecto a la cantidad utilizada en la extracción de jugos y zumos.

La ubicación de la planta productora de pectina de bajo metoxilo amidada "CITRIPEC" pretende ubicarse en la parte central donde se localizan las fkentes de materia prima indispensables para su obtención ( principalmente cáscaras, hidróxido de amonio, ácido nítrico y alcohol isopropílico ), así como también del mercado de consumo del producto terminado. Por lo tanto se debe considerar cuanto cuesta trasladar materia prima a la empresa y productos terminados a los consumidores finales ( Fábricas productoras de alimentos localizadas en el D. F. y área Metropolitana), por tal motivo se hará una selección tomando como referencia el precio base y la distancia recorrida por cada producto. Además, con esto se considerará no únicamente cuanto cuesta disponer de esas materias primas; sino que también la posibilidad de poder cambiar de proveedores o de tener más de una fkente de suministro.

Mano de obra y costo.

La presencia o ausencia de mano de obra disponible con las cualidades necesarias y a un salario razonable es a menudo uno de los factores de mayor influencia en la ubicación de una planta. Por supuesto que las industrias varían grandemente en su grado de dependencia de la mano de obra. En algunas de ellas el trabajo representa el mayor costo de producción del producto y la cuantía de los salarios locales es el factor más importante para determinar la ubicación. Sin embargo, en otras, en las que el proceso de producción está altamente automatizado, el costo de la mano de obra local no tiene casi importancia. este último no es el caso de 'I CITRIPEC 'I aquí lo que se pretende es generar fuentes de trabajo, en consecuencia se hace necesario analizar la disponibilidad y características de la mano de obra a emplear y para este propósito se requiere:

a) Investigar la disponibilidad y estabilidad de los diferentes tipos de mano de obra en los distintos lugares donde se pretende localizar la empresa.

b) Niveles de sueldos y salarios en dichas localizaciones.

La formación de los trabajadores puede ser costosa. Por esto la estabilidad de la mano de obra es importante para la empresa que estudia la ubicación. Si se prevén altas tasas de rotación y nueva formación de personal en la localización propuesta, deben ser considerados los costos correspondientes. Generalmente en las comunidades rurales se ofrece una clara ventaja en cuanto a la estabilidad, motivo por el cual se tienen como opciones los Estados de Morelos, Puebla y Veracruz para la probable puesta en marcha de I f CITRIPEC 'l.


En general, hay una gran variación en los sueldos y salarios para una misma capacidad y experiencia en diferentes partes del país; incluso, a veces hay considerable variación comparando comunidades vecinas. Aunque hay tendencia en los Sindicatos obreros a igualar las tarifas de salarios ( igual paga para igual trabajo ), todavía hay grandes diferencias (Anexo 11. Tabla de Salarios de las Diferentes Entidades Federativas).

Disponibilidad de servicios

Los procesos industriales emplean gran cantidad de energía, agua y combustible. El precio y disponibilidad de estos servicios es muy importante. De igual manera es importante la continuidad del servicio; el fbncionamiento de una planta eficiente puede de hecho parecer mala si es víctima de frecuentes fallas en el suministro de la energía o del combustible. Incluso las caídas de voltaje pueden producir errores en los aparatos de control o causas el paro de una línea automatizada.

Como los servicios públicos son casi siempre un monopolio, la administración ha considerado establecer un control para proteger al público de posibles abusos. Para la prestación de estos servicios se establecen unas tasas, de acuerdo con normas que en cada caso fijan las autoridades locales o estatales. Estas tasas en general, tratan de cubrir el costo de suministro de los servicios más una cantidad adicional como interés del capital invertido.

Agua.

La disponibilidad local de agua es importante para la ubicación de una planta. A medida que un país crece, hay más personas que consumen el agua disponible. En nuestra sociedad se da prioridad legal a las necesidades personales sobre las necesidades de la industria y de la agricultura. De esta manera, si el estudio para la localización de la planta indica que puede haber una fbtura falla de agua, se deberán tener en cuenta los posibles cortes de producción causados por esta carestía.

Los procesos industriales requieren a menudo gran cantidad de agua. Pero es que además de agua para el proceso debe haber agua para el personal y agua para protección contra incendios. Si la disponibilidad de agua pareciera no presentar ningún problema se pueden encontrar otras dificultades como el obtener la calidad de agua deseada. Es decir, la fabricación del producto puede requerir aguas de durezas, sabores y olores diferentes de los localmente disponibles, lo que puede significar un gasto si es necesario añadir algún tiempo para corregir esas características.

Las tarifas del agua varían según la localización geográfica. La proximidad de ríos, lagos, corrientes y pozos tiende a reducir las tarifas, mientras que en las regiones áridas los costos del agua son altos.

Combustible.

La calefacción, tratamientos térmicos y muchos otros procesos industriales requieren combustible de uso industrial, para estos propósitos, el gas natural es adecuado y económico, pero no está disponible en todas partes e inclusive en algunas regiones puede no ser el combustible más económico. En hnción de las exigencias de combustible que tengan


los procesos de la planta, al estudiar la localización se determinará no sólo el precio, sino también el grado de disponibilidad local.

Transporte.

Cuando una planta industrial utilizará productos pesados o voluminosos a grandes distancias se suele orientar la localización hacia los lugares donde haya conexión con transportes marítimos o por ferrocarril, debido a que estos sistemas de transporte tiene tarifas más reducidas que otros.

Factores secundarios:

Dependiendo del tipo de Industria y proceso los factores clasificados como secundarios van a influir en menor proporción pero no dejan de ser importantes en la decisión final de localización entre los factores secundarios se mencionarán los siguientes.

Facilidad de eliminación de desechos.

Saber si existen lugares para la eliminación de ciertos desechos y las normas que rigen es un factor importante. En determinadas áreas, los reglamentos locales limitan o regulan la cantidad o la naturaleza de los desechos que puedan arrojarse a la atmósfera, a corrientes y lechos acuosos, ésto también orienta hacia los posible lugares para el establecimiento de una planta y de alguna manera está vinculado con las disposiciones legales, fiscales o de políticas económicas tales disposiciones pueden incidir en la instalación o en la operación de la planta, por lo tanto deben ser tomadas en cuenta antes de determinar la localización final.

Políticas

En general existen regiones con políticas económicas, enfocadas a favorecer desarrollo industrial más diversificado geograficamente u orientado hacia zonas de escaso desarrollo económico, e inclusive se da apoyo económico para generar hentes de trabajo en dichas regiones; esto como consecuencia ayuda o no en el establecimiento de la planta en ese lugar.

La elección del lugar para la localización de la planta depende además de las consideraciones pertinentes a mercados de productos e insumos y a otros factores tales como:

a) Facilidades habitacionales b) Redes de agua y drenaje c) Caminos, vías de acceso y calles d) Servicios de seguridad pública e) Facilidades educacionales, etc.


La disponibilidad de estos servicios en cierta medida debe ser considerada, de ahí que se de cierta preferencia a localizar las plantas en las zonas donde hay centros industriales planeados denominados frecuentemente Parques Industriales.

Condiciones climatológicas.

La localización de la planta puede estar influenciada por las condiciones climatológicas imperantes en los lugares que se consideren adecuados o no para tal propósito. Cuando esas condiciones son desfavorables pueden reducir la eficiencia del personal o de los procesos industriales, requerir inversiones adicionales, tanto en las oficinas como en las instalaciones, para el almacenamiento y procesamiento de las materias y la conservación de los productos. Las condiciones climatológicas que deben considerarse están las siguientes: presión atmosférica, temperatura, precipitación pluvial, humedad relativa, velocidades máximas del viento, contaminación atmosférica, radiación solar, etc.

Actitud de la comunidad.

En este factor para la localización de la planta se encuentran las preferencias, aspiraciones, prejuicios y todo lo relacionado con la actitud y conducta de la comunidad. Ante la dificultad de obtener información directa que permite evaluar este factor resulta adecuado obtener información que permita deducir lo que puede esperarse de una población en fbnción de la actitud y de sus hábitos sociales. Entre la información que podrá servir para este propósito están:

1) Nivel de ingreso 2) Tendencia migratoria 3) Tradiciones y costumbres 4) Organizaciones cívicas 5) Actividades económicas 6) Actividades recreacionales 7) Cultos religiosos

En la selección del lugar no deben omitirse estos puntos que pueden ser determinantes en la selección.

Ya considerados los factores para la selección, ahora se debe seleccionar la Entidad Federativa. Por tal motivo se valorarán los lugares más adecuados para la ubicación empleando un plan de valoración por puntos ( matrices ) que consiste en:

1) Asignar un valor máximo al factor de estudio. 2) Dar puntuaciones a los factores para las distintas ubicaciones y 3) Tabular los resultados.

Parque Idustrial San Miguel Km. 79.5 Carretera Federal México-Puebla Calle 2 y Avenida 5 . Tel: 91 (2) 2 14-58

Las matrices se realizaron considerando la siguiente ponderación: Excelente.. ....... 1 O0 puntos Bueno ............. .80 puntos Regular.. ......... .50 puntos Limitado.. ....... .30 puntos Inaceptable.. .. ..O puntos

La capacidad de operación inicial y final de CITFUPEC se determinó haciendo una proyección de la demanda existente por el producto ( datos obtenidos a partir del estudio de mercado ) en base a estos resultados se calculó la cantidad de materia prima para cada año.( Tabla 3 ).

Tabla 3. Cantidad de materia prima a emplear por cada periodo. I CONCEPTO 1 1997 I 1998 I 1999 1 2000 I 2001 I

Tonlaño Tonlaño Tonlaño Todaño Tonlaño Cáscara

112 104 98 91 86 Hidróxido de amonio 679,419 623,963 592,314 551,645 516,823 Alcohol Isopropílico

1,373 1,279 1,197 1,115 1,045 Ac. nítrico 1500 1,411 1,322 1,220 1,131

Para evaluar la disponibilidad de materias primas se propuso una ponderación de 100 puntos puesto que se contará con la cantidad suficiente para obtener el producto deseado (Pectina de bajo metoxilo amidada). Las posibles fbentes de suministro para el caso de la cáscara pudieran ser directamente los productores de frutos cítricos de los Estados de mayor producción o de las jugueras.

Los Estados con mayor producción de fiutos cítricos se enlistan en la Tabla 4.

Tabla 4. Producción de frutos cítricos de las regiones que cosechan la materia prima en cantidades elevadas.

ESTADOS PRODUCCION (TON/AÑO)

Fuente: INEGI ( CENSO AGROPECUARIO 1995 ).

Algunas de las jugueras se encuentran cercanas a las áreas de producción de cítricos o donde está localizado el mercado de consumo.


La disponibilidad de materia prima para el proceso úricamente está condicionada para el caso de las cáscaras debido a que el fruto se ve influenciado por periodos estacionales, pero no será ningún obstáculo debido a que siempre se tendrá en cantidades suficientes ver Tabla 4, en comparación a la cantidad que se va a procesar para obtener la pectina de bajo metoxilo amidada ver Tabla 3 . Por lo tanto se tendrá disponibilidad durante todo el año.

Para el caso de sustancias químicas la disponibilidad no estará restringida, dado que son productos que no se rigen por factores ambientales. Con lo que respecta a la regularidad de abastecimiento de materia prima se tendrá disposición inmediata por parte de los distribuidores.

El agua se clasificó entre los factores directos pues es indispensable para la extracción de pectina de bajo metoxilo amidada, debido a que se requiere una mínima concentración de iones Calcio y Magnesio, elementos que se pueden encontrar disueltos en el agua y pueden intervenir en el proceso disminuyendo rendimiento ( Rafols, W., 1964 ) y las características requeridas por los consumidores para la elaboración de sus productos. Por otro lado, durante el proceso de extracción se requiere de agua de enfriamiento y vapor; aquí el agua debe también contener una mínima cantidad de sales disueltas para evitar incrustaciones en los sistemas de calentamiento que traería como consecuencia un aumento en el consumo de combustible.

Se pondera con 100 puntos a la disponibilidad, lugar o hente de extracción basado en calidad; se pondera con 80 puntos a pozos y manantiales, al rubro de drenaje y costo con 50 puntos, este último punto para cada Estado es diferente ( Tabla 6). Tabla 6. Servicios

1 ESTADO I AGUA I COSTO ( ~ $ / m 3 ) I Drenaje I I Morelos I DisDonible I 1 1 Disponible I I Puebla 1 DisPonible I No hav datos I Disponible I I Veracruz 1 Disponible I 1.9 I Disponible Información más detallada ver Anexo I.

La calidad del agua también para cada Estado es diferente, para Morelos y Veracruz por la cercanía a ríos los mantos acuíferos se encuentran casi en la superficie dando aguas con un contenido de sales mayores (agua dura). Para el caso de Puebla se cuenta con agua extraordinariamente suave. Potable desde el punto de vista fisico-químico no requiere de ningún tratamiento para alimentación de calderas evitando la inversión en equipos para eliminar sales.

El transporte es de suma importancia en la adquisición de materia prima y para la distribución del producto terminado al mercado de consumo, se ponderó con 100 puntos la existencia de transporte ferroviario y 100 puntos vía carretera, por ser éstos los servicios a emplear con mayor frecuencia, mientras que la existencia de aeropuertos se calificó con 80 puntos este servicio se utilizará en menor proporción a menos que el objetivo de "CITNPEC" &era exportar.

La mayor puntuación se da al transporte ferroviario y carretera, el primero porque si la cantidad a transportar es elevada el precio por transportación por este medio es de menor valor en comparación con el servicio por carretera; además este tiene tarifas que están en fbnción del tipo de carga y distancia a recorrer, por ejemplo. Estas tarifas son entre bodegas


o terminales de las empresas transportistas, e incluyen carga y descarga, para piezas o bultos con peso unitario de hasta 200 Kg y para remesas superiores a 3 toneladas; para remesas menores hay otras tarifas.

Las cuotas se aplican de 1 O en 1 O Km elevándose las fracciones de 5 en adelante. En cuanto al peso, las fracciones menores e 10 Kg. se consideran como 10 Kg. completos.

Para el caso de caminos no pavimentados, se hará un recargo en estos tramos del

Cuando la densidad del artículo sea inferior a 400 Kg/m3, se pagará por este peso. 25%; la Tabla 7 muestra la infraestructura en carreteras, vías férreas y aeropuertos.

Tabla 7. Infraestructura Y servicios. Infraestructura y servicios Aeropuertos

Carreteras

~

Vías férreas

MORELOS PUEBLA Cuenta con 5 aeródromos 2 aeropuertos uno en

Huejotzingo y otro en Tehuacán, 16 aeródromos localizados en la Sierra norte

2, 182 Km de carretera 65% pavimentadas, 9.6% de cuota

11, 056 Km de carretera

265.9 Km de vías que la comunican con el D. Vías férreas 1 , 344 Km de vías

F., Veracruz y Oaxaca

VERACRUZ Cuenta con 3 aeropuertos, una que da servicios internacionales ubicado en Veracruz y 2 nacionales de mediano alcance ubicado en Minatitlán y Poza rica; además de 102 aeródromos. 10, 349 Km 4.8% de brechas mejoradas 0.3% de terracería, 49.7% revestidas y 45.7% pavimentadas de las cuales el 2 .8% son de cuota.

Vías férreas 1,783. 326 Km.

En cuanto a lo referente a mano de obra, se le dieron 100 puntos por igual a los factores porque se considera que son de la misma importancia para un proyecto de inversión para el caso de I' CITRIPEC 'I parte importante. Además que si en alguno de los Estados seleccionados no se cuenta con el tipo de mano de obra, se tiene que contratar de otras regiones y como parámetro se deben considerar los salarios existentes en cada región.( Anexo I. Salarios mínimos generales por áreas geográficas).

Los servicios de energía eléctrica, telecomunicaciones, disponibilidad de combustible y existencia de vivienda se ponderaron con 100 puntos cada uno por que se consideran de mayor importancia para la ubicación de la planta; los factores de alumbrado y espuelas sólo los ponderamos con 50 puntos.


Tabla 8. Muestra la infraestructura en telecomunicaciones, combustible, vivienda, alumbrado, etc.

N D : No hay dato. En la actualidad cabe hacer notar la concientización que se ha hecho sobre el cuidado

al medio ambiente, por lo que el rubro de desechos sólidos, líquidos y gaseosos cobra gran importancia, de ahí la necesidad de la existencia de plantas de tratamiento de aguas, residuos y gases motivo por el cual existen normas que regulan.

Los decretos y normas nacionales establecen los límites permisibles en las descargas que se manejan para cada tipo de industria ( Anexo I. Normas Ecológicas para Agroindustrias ), motivo por el cual se calificó con 100 puntos. Tabla 9. Resultados Selección de la E

I FACTORES EN

1) Materia prima a)Disponibilidad b)Regularidad de abastecimiento

SIJB-TOTAL

2) Agua a)Disponibilidad b)Pozos c)Manantiales d)Red de drenaje e)$/metro cúbico

SUB-TOTAL

a)Cmetera b)Ferrocmil c)Aeropuerto

SUB-TOTAL

tidad Federativa ( CALIF. OPTIMA

1 O0 80

180

100 80 80 100 50

410

100 100 80

280

100 80

180

100 80 O

100

50

330

1 O0 100 80

280

mde se localizará la PUEBLA

- -

-

-

-

planta MORELOS

100 80

180

100 80 O

80

30

240

1 O0 50 80

230

VERACRUZ

1 O0 80

180

1 O0 O 80 30

30

240

50 50 50

150


4)Mano de obra a)Disponibilidad b)Profesional c)Técnica d)Industria manufacturera

SUB-TOTAL

FACTORES INDIRECTOS 5) Terreno ajDisponibilidad b)Clima c)Facilidad de servicios d)$/metro2 e)$/construcción

SUB-TOTAL

6) Infraestructura a)Energía eléctrica b)Telecomunicaciones c)Combustibles d)Alumbrado e)Espuela QVivienda

SUB-TOTAL

7)Manejo de desechos

SUB-TOTAL

TOTAL

1 00 100 1 O0 100

400

1 O0 100 1 O0

1 O0 1 O0

500

100 100

100 50 50 1 O0

500

100

2370

1 O0 80 1 O0 80

360

100 1 O0 80

1 O0 1 O0

480

100 1 O0

80 50 50 1 O0

480

1 O0

100

22 10

100 50 80 80

310

1 O0 50 80

30 30

290

1 O0 100

50 50 50 30

380

1 O0

1 O0

1780

1 O0 30 80 80

290

100 1 O0 80

100 1 O0

480

1 O0 100

50 50 50 100

450

1 O0

100

1890

En base a los resultados obtenidos en la matriz de selección: el Estado de Puebla resultó ser el más adecuado para el establecimiento de la planta productora de pectina de bajo metoxilo amidada I t CITRPEC 'I.


La calificación de matrices será igual para la macrolocalización basado en el peso que tiene el factor.

Con el fin de promover el desarrollo industrial, SECOFI ha desarrollado en el estado de Puebla Corredores, Parques Industriales y Municipios que ha considerado como zonas de impulso industrial y consolidación del Gobierno Estatal; por lo tanto en Puebla existen 6 parques industriales los cuales están distribuidos de la siguiente manera:

[I

[I

[IT

[V

V

Matriz de selección de microlocalización.

CORREDOR INDUSTRIAL "QUETZALCOATL"

l. - Area 1

2.- Area 2

a) Parque Industrial "Texmelucan" b) "El Carmen"

3.- Area 3

4.- Area 4

PARQUE INDUSTRlAL PUEBLA 2000

( En la ciudad de Puebla )

TEHUACAN

LARA GRAJALES

NOPALUCAN

ORIENTAL


I FACTORES CALIFICACION OPTIMA

SAN MIGUEL PUEBLA 2000 TEHUCAN

100 100

200

100 1 00

200

1) Agua a) Red sanitaria b) red de drenaje

SUB-TOTAL

2) Materia Prima a)Disponibilidad b)Regularidad de abasto

SUB-TOTAL

3) Terreno a)Disponibilidad b)Costos

SUB-TOTAL

~ 4)Comunicacio-nes a) Carretera b) Ferrocarril c) Aeropuerto d) Teléfono e) Telégrafo t) Correo

SUB-TOTAL

5) Suministro Energético a) Gas b) Disponibili -- dad. c) Regularidad de servicio d) Costo

SUB-TOTAL

6) Mano de obra a) Calificada b) General

SUB-TOTAL

7) Eliminación de desechos a) Sólidos b) Líquidos (Planta Tratamiento de agua )

SUB-TOTAL

100 1 O0

200

50 50

1 O0

1 00 1 O0

200

100 100

200

1 O0 1 O0

200

50 50

1 00

80 1 O0

180

80 100

180

80 100

180

80 1 O0

180

1 O0 100 1 O0 1 O0 100 100

600

1 00 1 O0 80 100 100 50

520

100 1 00 80 100 1 O0 50

520

50 O O 50 0 50

150

50 50

50

50

200

50 50

50

50

200

50 50

50

50

200

30 30

30

50

140

100 100

200

80 50

130

80 50

130

30 50

80

80 80

160

80 80

160

80 80

160

30 O

30

a) Disponibilidad b) Costo de fletes

SUB-TOTAL

80 1 O0

80 80

50 80

50 50

180 160 130 1 o0


TOTAL

FACTORES INDIRECTOS Urbanos a) Pavimentació b) Escuelas c)Vivienda d) Transporte de pasajeros e)Servicios médicos QServicios financieros g)Alumbrado Público

SUB-TOTAL

TOTAL

1920

100 1 O0 1 O0 80

80

100

80

640

2560

1690

1 O0 100 100 80

80

100

80

640

2330

1590

1 O0 1 O0 1 O0 80

80

1 O0

80

640

2230

880

50 50 50 50

30

30

50

310

I990

En base a los resultados obtenidos de la matriz de microlocalización se ubicará en el parque industrial "San Miguel" (antes San Martin Texmelucan). Para mayor información, ver Anexo I.


7" , , , . . . , . , .. .; , .. . . . . . . . . . . . . . , . . , . . . . , . . .,. . _(. . . . . . . . . . . . . . . . , . . . , . . . . . , . . . . . .,.

I -

a

z . O r9 f 4

111

4

nl

W

I I L T E C N O L O G I A .

Selección de tecnología.

El proceso de producción se define como la forma en que una serie de materias primas e insumos se transforman en productos mediante la participación de una tecnología.

Por lo general, un mismo producto se puede obtener empleando más de un proceso productivo. Si esto sucediera, se deberá analizar las alternativas, para determinar varios factores, tales como el grado de automatización del proceso, que repercute sin duda alguna en la estructura de costos. La alternativa tecnológica que se elija afectará de manera directa la rentabilidad del proceso.

Es importante señalar que más que una tecnología avanzada, se debe elegir aquélla que permita obtener los mejores resultados en cuanto a la calidad del producto; que esté disponible, que tenga flexibilidad y facilidad de adquisición, con menor generación de riesgos y sobre todo que los costos no sean factor limitante para su desarrollo.

Para la obtención de pectina a partir de la materias primas tradicionales (principalmente residuos de frutos cítricos y bagazo de manzana), existen diversos procesos que presentan además diferentes condiciones de operación.

A continuación se analizan, las etapas hndamentales que constituyen el proceso de producción de la pectina:

- Método de extracción - Método de precipitación - Método de desmetilación.

Métodos de extracción.

1) Extracción por Hidrólisis Acida. Usualmente se efectúa agregando a la cáscara una solución de ácido mineral u orgánico, en cantidad suficiente para obtener un pH entre 2 y 2.2, durante un tiempo de calentamiento entre 30 y 40 minutos y una temperatura entre 85 y 90 "C. Hay una gran diferencia de una fábrica a otra, en cuanto al método operatorio, por ejemplo, otras condiciones serían: pH 1.3 a 1.4, temperatura 90-100 "C y duración de una hora. (Acribia, !976).

Otros procedimientos proponen: pH 2-3, por 0.5 a 5 horas con rangos de temperatura de 70 a 100 "C. ( Sakai, T., et al., 1993).

El método de la Patente Británica No. 1 332 985 del año 1973, propone una temperatura desde 70 a 80 "C y tiempos de extracción de una a dos horas, a un pH entre 2.3 y 2.8.

2) Extracción por intercambio iónico. Se efectúa con resinas de intercambio iónico, como el Zeo-Carb ( Carbón sulfonado ), el cual elimina el calcio y el magnesio que se encuentran formando pectatos y son los principales causantes de la insolubilidad de las pectinas. El proceso es relativamente sencillo; la pulpa de la cáscara limpia se mezcla con Zeo-Carb en

Parque Idustrial San Miguel Km. 79.5 Carretera Federal México-Puebla Calle 2 y Avenida S. Tel: 91 (2) 214-SS

un tanque, se calienta durante una hora a 90 "C a un pH de 2.75 con agitación continua, después se enfria rápidamente a 60 "C. ( Vernon C., J.E., 1996).

3) Extracción con enzimas o por acción fermentativa de microorganismos. Sakai y Okushima han desarrollado un proceso de producción de pectina a partir de la cáscara de la mandarina Citrus unshiu como materia prima, mediante el uso de microorganismos, por el cual se extrae la pectina enzimáticamente de la cáscara sin maceración de la misma.

El microorganismo es T. penicillutum SNO 3, el cual produce protopectinasa-S (PPasa-S), y crece en un extracto de cáscara de cítrico como única hente de nutrientes. La pectina se extrae a una temperatura entre 25 y 30 "C, con un tiempo de fermentación de 20 a 25 horas, cuando la cantidad de pectina es máxima. ( Sakai, T. et al., 1993).

Estos procesos de extracción se usan para obtener la pectina de alto metoxilo; por otra parte, los métodos de precipitación con alcohol y/o sales insolubles se utilizan para la obtención de cualquier tipo de pectina, tanto de alto metoxilo como de bajo metoxilo.

Métodos de precipitación.

1) Precipitación con alcohol. Como la pectina es insoluble en alcohol se emplea éste para precipitarla de sus soluciones. Los alcoholes más empleados en esta industria son el alcohol etílico desnaturalizado, especialmente, pero también se usan el metílico y el isopropílico, este último debido a su bajo impuesto.

Para la precipitación con alcohol se lleva la solución a una concentración en alcohol, del 50 al 80 %; frecuentemente se efectúa en dos o tres fases.

El alcohol isopropilico tiene la ventaja de no consumirse, queda por tanto, fuera de robos y no tiene un constante control fiscal.

El inconveniente más grave del empleo de los alcoholes reside en la necesidad de recuperarlos por destilación, procedimiento que adiciona costos considerables de energía al proceso de producción. ( Acribia, 1976).

2) Precipitación con sales insolubles. El aluminio trivalente se elige usualmente si la pectina se separa del extracto como una sal insoluble. La precipitación por cobre divalente puede ser una alternativa.

Cuando la pectina se aisla como pectinato de aluminio se prosigue con una serie de lavados con alcohol acidificado para convertir el pectinato de aluminio en ácido pectínico y por último se lava con alcohol ligeramente alcalino para ajustar el pH de 3 a 4.

La precipitación puede conseguirse, también agregando sulfato amónico al liquido de extracción. Sin embargo, esta operación resulta antieconómica desde el punto de vista comercial, pues en el precipitado existe un cierta cantidad de sulfato amónico muy dificil de separar.

El hidróxido amónico o el carbonato sódico con cloruro o sulfato de aluminio, se emplean en distintos métodos. El precipitado puede separarse mediante decantación o centrihgación. En otros sistemas suele emplearse una pequeña porción de sulfato aluminico- potásico, añadiéndole hidróxido amónico hasta que la mezcla sea ligeramente alcalina. Una

Parque Idustrial San Miguel h. 79.5 Carretera Federal México-Puebla Calle 2 y Avenida 5. Tel: 91 (2) 214-58

vez separada la mayor parte del precipitado, se adiciona al líquido resultante sulfato magnésico hasta que no exista precipitación alguna.

En general, la eliminación total de las sales es muy dificil y por eso no se utilizan tanto, ya que además pueden resultar tóxicas. ( Rafols,W.,1964; Dadvison,R.L.,1980; Rolin, C.,1993).

Métodos de desmetilación

La desmetilación de la pectina extraída requerida para producir la pectina de bajo metoxilo, puede tomar lugar durante el proceso de extracción o en el extracto purificado. (Glicksman, M., 1986).

Para evitar una despolimerización no deseada, se prefiere normalmente posponer la desesterificación hasta que la pectina haya sidb precipitada.

El precipitado se dispersa en alcohol y se adiciona ácido o álcali para obtener la reacción deseada. Si la base es amoniaco se presentará cierta amidación junto con la desesterificación. ( Glicksman, M., 1986).

Se ha sugerido el uso de pectinesterasas microbianas específicas para la producción de pectinas de bajo metoxilo; estas pectinesterasas conducen a una distribución al azar de los grupos carboxilo, similar a la obtenida por una desesterificación inducida por ácidos o álcalis.

Existen cuatro métodos utilizados para la producción de pectina de bajo metoxilo por desesterificación parcial de pectina de alto metoxilo y son los siguientes:

1) Tratamiento ácido a bajas temperaturas por tiempo prolongado. 2) Tratamiento alcalino o con una solución de amoniaco diluido en agua. 3) Tratamiento enzimático ( con o sin álcali ). 4) Tratamiento con amoniaco en un sistema alcohólico. (Glicksman, M., 1969).

Las pectinas obtenidas por estos métodos son generalmente del mismo tipo, pero presentan diferencias importantes en cuanto a su viscosidad y sensibilidad a los iones calcio. Estas diferencias son suficientes para evitar que las pectinas de bajo metoxilo se utilicen de una forma intercambiable en cualquier aplicación.

Las pectinas de bajo metoxilo preparadas por desmetilación ácida o alcalina tienen un contenido de metoxilos de aproximadamente 2-5 %, mientras que aquéllas preparadas por desmetilación enzimática contienen 2-7 'YO de metoxilos.

Usualmente se neutralizan en forma parcial con carbonatos o hidróxidos alcalinos, para dar sales que son más estables que en forma de ácido libre. Estos derivados, cuando se disuelven en agua tienen un rango de pH que oscila entre 4 y 5 .( Glicksman, M., 1969 >.

Se prefiere el producto que se obtiene por desmetilación de la pectina de alto metoxilo con tratamiento de amoníaco en solución alcohólica para dar la amida del ácido pectínico, debido a su amplio margen de aplicación en la industria alimentaria.

De acuerdo a las matrices de selección de. las tres etapas fhdamentales del proceso de obtención de pectina de bajo metoxilo amidada, se eligió como la tecnología a utilizarse la correspondiente a:

Parque Idustrial San Miguel Km. 79.5 Carretera Federal México-Puebla Calle 2 y Avenida 5. Tel: 9 1 (2) 2 14-58

- Proceso de extracción: Hidrólisis ácida, modificándose las condiciones de operación, temperatura de 75 "C, tiempo de extracción de una hora, utilizando ácido nítrico al 20%, para proporcionar un pH de 2.5. El ácido nítrico se eligió por tener un costo menor comparado con otros ácidos tanto minerales como orgánicos. - La precipitación se realizará con alcohol isopropílico, por adquirirse a un bajo costo, por no tener un constante control fiscal y porque produce un precipitado de buena calidad; la recuperación de este disolvente se realizará por evaporación.

El objetivo de este proyecto es obtener una pectina de bajo metoxilo amidada a partir de la cáscara de cítricos, con un contenido de metoxilos de 5-6 %, un grado de amidación de 20-30 %, un grado de esterificación de 30 YO y un peso molecular de 120 000- 160 00, para lo cual el proceso de desmetilación es el que utiliza amoniaco en alcohol isopropílico.

Con el proceso elegido se pretende obtener en cada etapa una disminución gradual del peso molecular, tal que el producto no se vea afectado por la despolimerización, ya que esto trae consigo una reducción de la calidad; puesto que las pectinas se cotizan más cuantas menos degradaciones presenten.

A los tratamientos ácido, alcalino y enzimático, se tendrían que adicionar las etapas correspondientes a la amidación, lo cual implicaría una redefinición en cuanto a establecimiento de las condiciones de operación y aumentarían considerablemente los costos.

( Ver Anexo 11. Matrices de Selección de Tecnología ).

Parque Idustrial San Miguel Km. 79.5 Carretera Federal México-Puebla Calle 2 y Avenida 5. Tel: 91 ( 2 ) 2 14-58

ANEXO 11. MATRICES DE SELECCION DE TECNOLOGIA

Las matrices se realizaron considerando la siguiente ponderación; después de efectuar el análisis de cada uno de los métodos principales que constituyen el proceso de obtención de pectina:

. . . . -Excelente o sm hmtac1ones.. ............................................................ ,150 puntos -Llrnltaclones modestas.. ................................................................... .1 1 O -Condiciones especiales a un costo mayor

para reducir al mínimo los problemas.. ............................................... .8S -Limitado en este aspecto.. ................................................................... SO -Demasiado limitado en este aspecto.. ................................................. .30 - Inaceptable.. ....................................................................................... O

. . .

Métodos de extracción

Total: 600 puntos Criterio I Hidrólisis ácida I Intercambio I Fermentat./

iónico I enzimático * Rendimiento I 110 I 110 150 * Tiempo de operación

* Propiedades de la pectina de 50 85 110 * Costos de operación 85 110 110

alto metoxilo( 1) 150 110 110 Viscosidad relativa de una de una solución O. 1% 1.46 1.53 1.23 Contenido de metoxilos (YO) I 10.0-10.5

73.8 63.1 66.1 Grado de esterifkación (%) 8.58 9.24

I Acido galacturónico (%) 80.3 85.0 68.2 Azúcar neutral (%)

132 200 180-200 Peso molecular 10 E(-3) 23.2 5.7 10.5

I Análisis elemental C

5.77 5.76 5.40 H 40.27 40.86 38.27

N

395 415 480 TOTAL 208 171.89 125.44 Fuerza de gel (" SAG ) 0.61 0.80 0.41

(1) Sakai, T., et al. 1993; Vernon C., J. E., 1995)


Métodos de precipitación.

Total: 1050 Duntos I Criterio Sales Alcohol isopropílico Alcohol etílico

* Calidad del precipitado

* Facilidad de tratamien- 85 1.50 150 * Tiempo de operación 85 150 150 * Calidad del producto 50 150 150

to del precipitado

* Reglamentación fiscal 85 150 110 * Costo de compra 85 150 150

y10 Normatividad Alimenticia 30 110 O

* Costo del tratamiento de eliminación y10 recuperación 50 30 30

I I I TOTAL 470 740 I 890

Métodos de desmetilación.

30 Veloc. de gelificación lenta lenta rápida

rápida

* Rango de aplicación

* Costo de compra (Ind. Alimentaria) 85 85 85 150

del producto 150 150 85 110

TOTAL 615 650 740 535

(1) Glicksman, M., 1969, 1986; Helm de México (Asesoría Técnica, 1995).


1 UAMl Universidad Autonoma Metropolitana lztapalapa I NUMERO I REVN"

TITULO: BASES DE DISEÑO PRODUCCION DE PECTINA DE BAJO METOXILO AMIDADA A PARTIR DE CASCARAS

ELABORO: EQUIPO 8 HOJA N" PROYECTO N" FECHA: 3OlMAYO11996 APROBO: "

BASES DE DISEÑO.

Nombre del Proyecto: Producción de pectina de bajo metoxilo amidada a partir de cáscaras de frutos cítricos.

Localización: Parque Industrial San Miguel K m . 79.5 Carretera Federal México- Puebla

Proyecto No. 96 - I - 8 Calle 2 y Avenida 5.

1. GENERALIDADES.

1.1 Función de la Planta: Producción de pectina de bajo metoxilo a partir de la cáscara de frutos cítricos provenientes de residuos agroindustriales.

1.2 Tipo de proceso. Semicontinuo

2. FLEXIBILIDAD Y CAPACIDAD.

2.1 Factor de Servicio. 82 % ( corresponde a 300 días y el resto del tiempo se dispondrá para el mantenimiento de instalaciones y reparaciones en general ).

F S = m x 1 0 0 = 8 2 % 3 65

2.2 Capacidad: a) Diseño: 118 Todaño. b) Normal: 89 Todaño.

2.3 Flexibilidad:

La Planta debe continuar operando bajo condiciones normales: No

a) Falla de Energía Eléctrica. b) Falla de Vapor c) Falla de Aire d) Falla de Agua de Enfriamiento.

2.4 Necesidades para futuras expansiones. Cada año la producción de pectina de bajo metoxilo aumentará un 7 por

ciento, por lo que el equipo que se requerirá operará a una menor capacidad y de acuerdo a dicho porcentaje de crecimiento, el equipo llegará a operar a su capacidad real.

UAMl Universidad Autonorna Metropolitana lztapalapa


REV N" A NUMERO

ELABORO: EQUIPO 8 HOJA N" PROYECTO N' FECHA: 30iMAY011996 APROBO: "

3. ESPECIFICACIONES DE LA ALIMENTACION.

a) Cáscara fresca de frutos cítricos ( limón, naranja, toronja, etc), fragmentada (0.5 - 1 cm.), con un contenido de humedad de 65 %, p =240.27 Kg/m3, con un bajo contenido de jugo y aceites esenciales.

el albedo y el flavedo. El flavedo contiene la mayor parte de los pigmentos y los aceites esenciales de los cítricos. Los pigmentos son carotenoides; la cantidad de carotenoides en el flavedo de los cítricos es muy grande 20-30 mg/lOOg y también de aceites esenciales (de 0.5-1 m1 por 100 centímetros cuadrados de superficie). El albedo está constituido principalmente por celulosa, hemicelulosa, pectina y también contiene otros hidratos de carbono solubles. Al menos del 50 por ciento del peso seco del albedo, está formado por sólidos solubles en alcohol y algo más del 50 por ciento es insoluble. El contenido de pectina es del orden de 18 a 30 %. También contiene cantidades importantes de vitamina C.

Dentro de la composición más importante para efecto del proyecto es

b) Agua desmineralizada libre de iones calcio y magnesio Agua desmineralizada libre de iones calcio y magnesio

Análisis Fisico-químico. CATIONES UNIDADES

Calcio (Ca++) m@ Ca++ Magnesio (Mg++) mg/L m++ Sodio @a+) mg/L Na+ Aniones Carbonatos (HC03 -) mg/L HC0,- Carbonatos (C03=) m@ CO,= Sulfatos (S04=) mg/L S04= Cloruros (C1 -) mgL C1-

VALOR LIMITE MAXIM0 ENCONTRADO

3.2 125 0.4 14.5

44.6 0.0 2.4 250 2.0 250

300 400

Determinaciones: . Pureza Total m@ CaC03 10.0 .Alcalinidad al mg/L CaC03 36.5 anaranjado de metilo total . Sílice mg/L Si02 80.0 .Sólidos totales disueltos S. T. D. 147.1 1 000 (calculados)

Bióxido de carbono mg/L C02 3.8 (C02)

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ELABORO: EQUIPO 8 HOJA N" PROYECTO N" FECHA: 3O/MAYO11996 APROBO: . "

Conductividad micromhos 120 Especifica . PH Unidades de pH 6.8 6.0 - 8.0

c) Acido Nítrico concentrado grado industrial. Líquido amarillento, miscible en agua. p = 1420 Kg/m3 ( 72 % de pureza ). Punto de fisión: - 41.59 "C. Punto de ebullición: 83 "C. Viscosidad: 0.761 centipoise (25 "C).

Densidad de soluciones acuosas: d420 1 .O036 (1% HNO3 w/w); 1.3 1 (50%); 1.3667 (60%); 1.4134 (70%); 1.4521 (80%); 1.4826 (90%); 1.5129 (100%). Calor de fisión: 2.503 KcaVmol. Con el agua forma un azeotropo negativo (hierve a 120.5 "C con 68% de HNO3. Reacción violenta con alcohol. Presión de vapor 62 mmHg (25 "C). Indice de refracción: 1.397 (n 24/D). El ácid0 nítrico concentrado se almacena en tambores de acero inoxidable o en tanques de aluminio.

d) Alcohol Isopropílico grado industrial. Líquido incoloro, inflamable, miscible en agua, éter, alcohol, ácidos y cloroformo. Insoluble en soluciones salinas. p = 785 Kg/m3. Punto de fisión: - 88.5 "C. Punto de ebullición: 82.5 "C. Viscosidad: 2.1 centipoise (20 "C). Autoignición a 455.6 "C (8.52 O F ) . Límite explosivo en el aire 2.5 % (v/v). Se puede recuperar con mezclas de soluciones salinas (cloruro de sodio, sulfato de sodio, hidróxido de sodio, etc.). Forma un azeótropo con el agua (bP766 80.37 "C, d"4 0.8361), isopropanol 87.7% (w/w). Peso específico 0.7803 (2O/2O0C). Indice de refracción: 1.3756 (20 "C). Calor específico: 0.65 caVg. Temperatuta crítica: 235°C. Presión crítica: 53 atm. Presión de vapor: 33 mmHg a 20 "C. Punto de inflamación: 22 "C Calor de combustión: 7962 caVg.

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I TITULO: BASES DE DISEÑO PRODUCCION DE PECTINA DE BAJO METOXILO AMIDADA A PARTIR DE CASCARAS I ELABORO: EQUIPO 8 HOJA N" PROYECTO N" FECHA: 30/MAY0/1996 APROBO:

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Calor de vaporización: 159.8 caVg. Temperatura de autoignición: 399 "C. Envase: bidones, camiones y vagones cisterna. Peligros: inflamable, riesgo de incendio peligroso; moderadamente tóxico por ingestión o inhalación. Tolerancia 400 ppm en el aire, Límite de explosión en el aire: 2-12%.

e) Hidróxido de Amonio grado industrial. Líquido incoloro de reacción exotérmica con ácido nítrico y otros ácidos minerales

fuertes. p =900 Kg/m3.

Contenido de: N H 3 28-30 %O; C02<0.002 %; C1 10.5 ppm; PO412 ppm; SO45 2ppm; Metales pesados como Pb10.5 ppm, Fe50.2 ppm; S52 ppm.

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4. ESPECIFICACIONES DEL PRODUCTO.

Pectina de bajo metoxilo amidada. Polvo blanco amarillento sin olor, de aspecto mucilaginoso, tamaño de partícula: 0.5 a 0.25 m m . Soluble en 20 partes de agua, deberá formar una solución coloidal opalescente de fácil fluidez. Insoluble en alcohol y acetona.

Seguirá las especificaciones de la FDA en cuanto a: - Cenizas: Máximo 10 YO. -p: 1180 Kg/m3. - Arsénico: Máximo 3 ppm. - Plomo: Máximo 10 ppm. - Cobre: Máximo 50 ppm. - Zinc: Máximo 25 ppm. - Humedad 8 % - Contenido de metoxilos: 5 - 6 % - Grado de esterificación: 30 - 35 % - Grado de amidación: 15 - 20 YO - Temperatura de descomposición: 158 "C.

Especificaciones microbiológicas: - Cuenta total de placa (37 OC): Menos de 5OOlg. - Cuenta de hongos y levaduras (25 OC): Menos de lO/g. - Escherichia coli: Prueba negativa. - Salmonella: Prueba negativa. - Staphilococcus: Prueba negativa. Presentación final: Bolsas de polietileno de baja densidad conteniendo 5, 10 y 15 Kg.

5. ALIMENTACION A LA PLANTA.

5.1 Alimentación en las condiciones de límites de baterías. Alimentación Estado Físico Cantidad /día a) Cáscaras Sólido 5 toneladas b) Acido Nítrico Líquido 2686.43 L c) Alcohol Isopropílico Líquido 1887.26 L d) Hidróxido de amonio Líquido 347.2 L

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I TITULO: BASES DE DISENO PRODUCCION DE PECTINA DE BAJO METOXILO AMIDADA A PARTIR DE CASCARAS I ELABORO: EQUIPO a HOJA N' PROYECTO N" FECHA: 3O/MAYO11996 APROBO:

. "

6. CONDICIONES DE LOS PRODUCTOS EN EL LIMITE DE BATERLAS.

6.1 Términos de Garantía:

Producto Estado Físico Ton/Día TodAíío Entrega en :

Pectina de bajo Sólido 0.4 118 Almacén metoxilo amidada.

La pectina debe ser almacenada en lugar fresco y seco, con envase primario original y lejos de productos volátiles de olor fberte.

7. ELIMINACION DE DESECHOS.

7.1 Necesidades y reglamentos de pureza para:

a) Agua: NOM-073-ECOL- 1994. NOM-CCA-03 1 -ECOL- 1993.

b) Aire: NOM-043-ECOL- 1993.

c) Ruido: NOM-OS 1 -ECOL- 1994 NOM-011-STPS-1993.

7.2 Norma internacional I S 0 (Es una organización internacional para estandarización)

I S 0 9002: 1987

7.3 Sistema de tratamiento de efluentes:

El agua proveniente de la planta procesadora de frutos cítricos para la obtención de pectina de bajo metoxilo amidada básicamente contendrá 5 tipos de contaminantes: sólidos suspendidos, sólidos sedimentables (como jugo, pulpa y cera), sólidos orgánicos solubles (principalmente azúcares y ácidos), sólidos insolubles inorgánicos (ácido nítrico) y sustancias orgánicas volátiles (d-limoneno, aceite de la cáscara, etc). Varios métodos y combinación de métodos se pueden usar para tratar este tipo de aguas, lo cual dependerá de las necesidades y recursos disponibles.

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I TITULO: BASES DE DISEÑO PRODUCCION DE PECTINA DE BAJO METOXILO AMIDADA A PARTIR DE CASCARAS

I ELABORO: EQUIPO 8 I APROBO: I FECHA: 30/MAY0/1996 I PROYECTO N' I HOJAN'

a) Para la eliminación de aceites esenciales se procederá a emplear tratamientos fisicos, entre los cuales figurarán la decantación o sedimentación de partículas o de líquidos de distinta densidad o separación mediante centrihgación. Estos tratamientos permiten unos rendimientos de eliminación de hasta 10 % en DBO (Demanda Bioquímica de Oxígeno) en aguas industriales, y hasta un 90 % en materiales de suspensión sedimentables.

b) Los tratamientos fisicoquímicos para reducir la carga en los efluentes, consistirá en agregar un agente para neutralizar y flocular. Se adicionará cal para eliminar y precipitar el material suspendido. La eliminación se podrá llevar a cabo centrihgando o filtrando. Los rendimientos de eliminación que se pueden alcanzar son de 70 % en DBO o hasta un 90 YO en material en suspensión.

c) Los tratamientos biológicos pueden ser aeróbios o anaeróbios, pudiendo incluirse ambos o uno sólo de ellos en la planta depuradora de agua. Estos tratamientos pueden ser estáticos -técnicas de lagunaje- o -dinámicos-, por ejemplo, técnicas de fangos activados. Aunque sus rendimientos son muy variables, dependiendo de la concentración de agua bruta, de la temperatura del agua, se dan valores de hasta el 95 % de eliminación de la DBO en instalaciones de pequeña carga másica.

Para efecto del proyecto se pretende instalar una planta de tratamiento anaeróbia (digestión anaeróbia) para depurar las aguas residuales con producción de metano, el cual puede ser aprovechado como combustible.

-anaerobiosis estricta, -condiciones reductoras rigurosas (menor a -33OmV). -ausencia (o cantidades muy limitadas) de aceptores minerales finales (sulfatos, nitratos) que favorezcan otras vías en competencia con la metanogénesis.

El principio básico del tratamiento anaeróbio de las aguas residuales consistirá en la transformación de la materia orgánica en un gas; el biogas que contiene principalmente metano y COZ. En los procesos aeróbios, la materia orgánica se convierte principalmente en biomasa, o sea, en Iodos que hay que tratar después, lo que incrementa los costos de una planta de tratamientos de tipo aeróbia.

Básicamente, la degradación anaeróbia en los digestores anaeróbios procede de tres etapas: l . Una primera etapa de hidrólisis y fermentación, 2. Una segunda etapa de acetogénesis, y 3. Una tercera etapa de metanogénesis.

Se requieren 3 condiciones básicas para tener una metanogénesis adecuada:

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ELABORO: EQUIPO 8 APROBO: FECHA: 30/MAY0/1996 PROYECTO N" HOJA N" "

8. FACILIDADES REOUERIDAS PARA EL ALMACENAMIENTO.

Especificar si se requiere almacenamiento de materias primas o productos y sus cantidades.

a) Cáscara fresca: Recibir 5 toddía

b) Acido Nítrico se almacenarán 19040 L/semana a temperatura ambiente en porrones de metal de 70 Kg de capacidad.

c) Alcohol Isopropílico se almacenarán 21, O00 Wsemana a temperatura ambiente en tambores metálicos de 200 L de capacidad.

d) Hidróxido de Amonio se almacenarán 1550 L/semana a temperatura ambiente en porrones de metal de 50 Kg de capacidad.

9. SERVICIOS AUXILIARES.

9.1 Vapor. Se genera en el L. B. Sí Presión: 0.6 Kg/cm2 Temperatura: 85 "C Calidad: Saturado. Disponibilidad: 8 Todh

9.2 Retorno de Condensado.

Presión: ................ Kg/cm2 Temperatura: . . . . .

~ ."C

9.3 Agua de Enfriamiento. Fuente: Pozo profundo ( Red Municipal ) Sistema de enfriamiento: Torre de enfriamiento Presión de entrada: 1.4 - 2.1 Kg/cm2 Temperatura de entrada: 20- 32 "C Disponibilidad: 40.4 L/día Suministro ininterrumpido Presión de Salida: 0.07 Kg/cm2

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I TITULO: BASES DE DISEÑO RRODUCCION DE PECTINA DE BAJO METOXILO AMIDADA A PARTIR DE CASCARAS I ELABORO: EQUIPO a HOJA N" PROYECTO N" FECHA: 3OMYO11996 ARROBO:

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9.4 Aguas de Sanitarios y servicios.

Fuente: Tanque elevado de almacenamiento ( agua municipal o tratada ). Presión en L. B 1.4 - 2.1 Kg/cm2 Temperatura en L. B. 20 "C Disponibilidad: 2, 300 L/día. Suministro ininterrumpido.

9.5 Agua Potable.

Fuente: Tanque elevado de almacenamiento. Presión en L. B. 1.4 - 2.1 Kg/cm2 Temperatura en L. B. 20 "C Disponibilidad: 1 14 L/día. Suministro ininterrumpido.

9.6 Agua contra incendios.

Fuente: Tanque elevado de almacenamiento. Presión en L. B. 10.55 Kg/cm2 Temperatura en L. B. 20 "C Disponibilidad: 12 L/min por metro cuadrado del recipiente más grande de la planta ( que permita operación continua de 30 minutos ).

9.7 Agua para Calderas.

Fuente: Pozo profbndo Presión en L. B 1.4 - 2.1 Kg/cm2 Temperatura en L. B 25 "C Disponibilidad: 7,520 L/día suministro ininterrumpido.

9.8 Agua de Proceso.

Fuente: Pozo prohndo ( desmineralizada ). Presión en L. B 1.4 - 2.1 Kg/cm2 Temperatura en L. B 20 "C Disponibilidad: 13,903.7 L/ día suministro ininterrumpido

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I TITULO: BASES DE DISEÑO PRODUCCION DE PECTINA DE BAJO METOXILO AMIDADA A PARTIR DE CASCARAS

ELABORO: EQUIPO 8 APROBO: FECHA: 3OMYOl1996 PROYECTO N' HOJA N' "

9.9 Aire para la planta.

Fuente: Depósito de aire ( Aire libre o atmosférico a TPS ). Presión en L. B. 0.035 Kg/cm2 Temperatura en L . B. 70 "C Disponibilidad: 9, 624.6 Kg/s

9.10 Combustible: Gas L. P.

Características: 70 YO Butano - 30 YO Propano (PEMEX); peso específico: 0.553 Kg/L a 20 O C. 100 % Butano; peso específico: 0.579 Kg/L. 100 'YO Propano; peso específico: 0.5 Kg/L. Poder calorífico: 11 830 KcaVm3 El Propano líquido se vende principalmente para uso industrial. Fuente: Gases de refinería. Presión en L. B. 8.75 Kg/cm2 Disponibilidad: 33.5 Kg/día

9.1 1 Gas inerte: N2

El nitrógeno comercial es el producto de la separación del aire, usando licuefacción y destilación para su extracción. El nitrógeno se usa para inertizar sistema eléctrico, en la industria química o en la industria de empacado de alimentos.

Propiedades fisicas: El nitrógeno no tiene color, olor ni sabor. No es tóxico y a menudo es considerado como un gas inerte. Indice de ebullición ( 1 atm.): -195.8 "C Temperatura crítica: - 147 "C Presión crítica: 33.9 Bar p del gas (20°C, 1 ATM.): l . 168 g / L .

p del líquido: 0.808 g/ml. Peso específico: 0.97 Solubilidad en agua (1 atm): 0.003 % Calor latente de vaporización: 47.5 cal/g. Pureza: 99.998 'YO Punto de rocío: -67.78.



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9.12 Suministro de Energía Eléctrica

Fuente: Red eléctrica municipal Disponibilidad: 98.57 Kv. Para equipo de proceso

Voltaje: 115 Kv FasesFrecuencia: 120/240

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I TITULO: BASES DE DISENO PRODUCCION DE PECTINA DE BAJO METOXILO AMIDADA A PARTIR DE CASCARAS I I ELABORO: EQUIPO 8 I APROBO: I FECHA: 30/MAY0/1996 I PROYECTO N" I HOJAN" I

1 o. SISTEMAS DE SEGURIDAD.

10.1 Reglamento general de Seguridad e Higiene en el Trabajo. Título I11 ( De la Prevención y Protección Contra Incendios); Capítulo 1 ( de los

edificios, aislamientos y salidas), artículos 12 - 19; Capítulo I11 ( De los simulacros y de las brigas, cuerpos de bomberos o cuadrillas contra incendios, artículos 30 - 34. Publicado en el Diario Oficial de la Federación del 15 de Junio de 1978.

Códigos Nacionales Contra el Fuego ( National Fire Codes ). Asociación Nacional Contra el Fuego NFPA.; Vol. 1 ( Líquidos inflamables ); Vol. 2 ( Gases); Vol. 3 ( Combustibles líquidos); Vol. 8 ( Equipo manual y portátil para control del hego ).

Organización Internacional del Trabajo, Reglamento Tipo de Seguridad en los Establecimientos Industriales ( Para Guía de los Gobiernos y la Industria ), Cap. I11 (Prevención y Protección contra incendios), Ginebra, 1950.

10.1 .a Equipo móvil. Se tendrán carretes de manguera con boquerel de chorro sólido y niebla ( Llamados boquereles de combinación). Equipo para espuma ( Generadores mecánicos de espuma y dosificadores ), polvo químico seco, CO, y equipos mayores montados sobre ruedas, de capacidad hasta de 90 Kg de capacidad.

1 O. 1 .b Equipo portátil. Se contará con cubetas para agua o arena, palas para arena, mantas resistentes, extintores con varios agentes para diversos riesgos.

10.2 Protección personal. El equipo de protección personal estará en relación al área donde labore

cada trabajador. Pero en general se contará con los siguientes equipos protectores:

Cascos. Para evitar que el cabello del usuarios entre en contacto con una máquina en movimiento. Guantes. Para protegerse del contacto con objetos filosos o sustancias

Protección al cuerpo. Donde se pueden incluir overoles, batas de lana - algodón, delantales, etc. Calzado. Que aunque el riesgo de lesiones en los pies no es muy grande, el uso de zapatos es más seguro. Protectores de oídos, respiratorios y para ojos.

abrasivas, corrosivas, calientes, irritantes, etc.

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ELABORO: EQUIPO 8 HOJA N' PROYECTO N' FECHA: 30iTWY011996 APROBO: "

1 l . DATOS CLIMATOLOGICOS.

1 1. 1 Temperatura. Máxima Promedio. 20.5 "C Mínima Promedio. 14.5 "C Promedio Anual ( bulbo seco ). 18.2 "C Promedio de Bulbo Húmedo. 6.5 "C

1 l . 2 Precipitación Pluvial.

Máxima 176.4 mm Máxima Diaria 5.7 mm Promedio Anual. 85 mm

11.3 Viento.

Dirección de Viento reinante. Sur ( Invierno - Primavera ), Noreste (Verano ) Velocidad promedio. 1.7 d s Velocidad Máxima. 3.5 d s

1 1.4 Humedad

Máxima Promedio: 75 'YO

Mínima promedio: 8 'YO

Promedio. 43 YO

1 1. 5 Atmósfera.

Presión Atmosférica. 759.3 mm Hg ( 0.9990 atm. ), Atmósfera Corrosiva. No

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I TITULO: BASES DE DISEÑO PRODUCCION DE PECTINA DE BAJO METOXILO AMIDADA A PARTIR DE CASCARAS I ~ ~ ~~

ELABORO: EQUIPO 8 CHA: 30IMAYOI1996 PROYECTO N" HOJA N' ~~ ~~

"

12. DATOS DEL LUGAR

12.1 Localización de la Planta: Parque Industrial San Miguel, Km. 79.5 carretera Federal México-Puebla, entre San Martin Texmelucan y Huejotzingo. Calle 2 y Av. 5. Elevación sobre el nivel del mar. 2, 210 m. Necesidades de Ampliaciones futuras. Se tendrá Terreno disponible para la ampliación de instalaciones en la Planta.

13. DISEÑO ELECTFUCO.

13 1 Código de Diseño Eléctrico.

N E M A .

NOM-EM-O0 1 SEMI" 1993,

NTIE.

NMX-J-283-SCFI.

NMX-J- 1 18- 1 18-SCFI.

14. DISEÑO DE TUBERIAS.

14.1 Códigos de Diseño.

ANSI-B3 1

ANSI-B3 1.1 .O.

ANSI-B3 1.2.

ANSI-B3 1.3

ANSI-B3 1.5.

ANSI-B3 1 .8.

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15. DISEÑO DE EDIFICIOS.

15.1 Códigos de Construcción para: Arquitectónicos, Concretos, Sísmico y Viento.

*Reglamento de construcciones para el D.F. Título V. Proyecto arquitectónico. Capítulo. I-IV. *Normas Técnicas Complementarias para diseño y construcción de estructuras de Concreto. Reglamento de Construcciones para el D.F. Título VI. Art 174. *Normas Técnicas Complementarias para Diseño por Sismo: Sección 8-9. R. de C. para el D.F., A r t . 219. *Normas Técnicas Complementarias para Diseño por Viento: Reglamento de Construcciones para el D.F. Título V I . Capítulo VII. A r t . 187.

15.2 Datos de Sismo Sismos poco frecuentes.

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FS FFCHA APRORO POR

I UAMl Universidad Autonoma Metropolitana lztapalapa I NUMERO I REVN' A I 1 TITULO: BASES DE DISEÑO PRODUCCION DE PECTINA DE BAJO METOXILO AMIDADA A PARTIR DE CASCARAS I

ELABORO: EQUIPO 8 HOJA N" PROYECTO N' FECHA: 30iMAYOl1996 APROBO: "

16. INSTRUMENTACION.

16.1 Códigos de Diseño de Instrumentación.

NMX-J -118-SCFI .

16.2 Filosofía de instrumentación.

Los procesos se controlan con mayor precisión para dar productos más uniformes y de más calidad, mediante la aplicación del control automático, lo cual con frecuencia representa mayores ganancias. El control automático tiene también grandes ventajas en ciertas operaciones remotas, peligrosas o rutinarias. después de un cierto periodo de exeperimentación, las computadoras se están utilizando ahora para operar y controlar en forma automática sistemas de procesamiento, muchos de los cuales son demasiado grandes o complejos para que se puedan regular de un modo eficaz por medio del control humano.

Para controlar una variable de proceso, un instrumento debe ser capaz de detectar los cambios de dicha variable. La parte sensible del instrumento puede ser llamado elemento primario ( medios electrónicos, neumáticos o mecánicos ), el instrumento traduce este impulso primario en una indicación o registro visible. También puede actuar sobre otros dispositivos para cambiar condiciones de proceso, a manera de que la variable detectada pueda ser regresada a cierto punto predeterminado.

La automatización o instrumentación se empleará para detectar e indicar características fisicas y químicas. Estas incluyen presión, temperatura, fluidez y pH. Unicamente estás variables clave necesitan ser controladas para obtener las características deseadas del producto final.

Se usarán los sistemas eléctricos para indicar por medio de señales, condiciones de proceso o la posición de operación de equipo.

Determinado equipo crítico accionado eléctricamente estará provisto con indicadores de conector y desconector.

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ELABORO: EQUIPO a HOJA N" PROYECTO N" FECHA: 301MAYO11996 APROBO: "

17. DISEÑO DE EOUIPOS.

*Molino. Tipo de molino: De frotamiento por discos. Accionador: Motor eléctrico.

"Transportadores. Tipo de transportador: De banda (provisto de espreas).

De tornillo. Elevador de cangilones.

Accionador: Motor eléctrico.

"Prensa. Tipo de prensa: Hidráulica

"Tanque para extracción. Tipo: Enchaquetado con agitador de turbina. Código de diseño: ASME.

'Filtro. Tipo: De placas y marcos. Accionamiento: Motor eléctrico.

"Filtro. Tipo: Centrífbgo de transportación continua. Accionamiento. Motor eléctrico.

*Secador. Tipo: Túnel (de charolas, operación por lotes). Accionamiento: Motor eléctrico.

*Tanque para precipitación. Tipo: Enchaquetado con agitador de turbina. Código de diseño: ASME.

*Tanque para desmetilación 1 . Tipo: Enchaquetado con agitación de turbina. Código de diseño: ASME.

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*Tanque para desmetilación 2. Tipo: Enchaquetado con agitación de turbina. Código de diseño: ASME.

*Evaporador de efecto simple. Tipo: Tubos largos verticales (circulación forzada).

*Bombas. Tipo: Rotatoria de desplazamiento positivo. Accionador: Eléctrico.

*Caldera. Tipo: Tubos de humo, Combustible: Gas LP.

Ver hoja de datos de equipo.

cuatro pasos.



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ELABORO: EQUIPO 8 HOJA N" PROYECTO N" FECHA: 3O/MAYO11996 APROBO: "

18. ESTANDARES Y ESPECIFICACIONES. (NACIONALES E INTERNACIONALES ).

ANSI-B3 l . Para tuberías a presión, especificaciones sobre materiales de tubería, accesorios Y Métodos de prueba de la ASTM ( American Society for Testing Materials ).

ANSI-B3 1.1 .O. Tuberías de potencia. Para todas las tuberías en Centrales Generadoras de vapor.

ANSI-B3 1.2. Tuberías para gases combustibles. Para gases combustibles de Centrales Generadoras de vapor y edificios industriales.

ANSI-B3 1.3. Tuberías soldadas y sin costura.

ANSI-B3 1.5. Tuberías de refrigeración . Para tuberías de refrigeración en unidades embaladas y edificios comerciales o públicos.

ANSI-B3 1 .S . Sistemas de distribución y transmisión de gases.

ASME. Sección VI. Reglas recomendadas para el cuidado y fbncionamiento de calderas de calefacción.

Sección VII. Reglas recomendadas para el cuidado de calderas de potencia.

Sección VIII. Recipientes a presión. División l. Recipientes a presión. División 2, reglas alternativas.

FDA. Especificaciones del producto.

Universidad Autonoma Metropolitana lztapalapa ~_____ ~____ I NUMERO 1 REVN'

I TITULO: BASES DE DISENO PRODUCCION DE PECTINA DE BAJO METOXILO AMIDADA A PARTIR DE CASCARAS I ELABORO: EQUIPO a HOJA N' PROYECTO N" FECHA: 30/MAY0/1996 APROBO:

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IS0 9002: 1987 . Sistema de calidad - Modelo para asegurar la calidad en producción e instalación.

NEMA. Instalación Eléctrica a Prueba de Explosión definido por NEMA como Clase I

atmósferas conteniendo Butano y Propano ). (Lugares en donde existan gases y vapores infllamables ), Grupo D ( Para

NFPA. Asociación Nacional Contra el Fuego; Vol. 1 (Líquidos inflamables); Vol. 2 (Gases); Vol. 3 (Combustibles líquidos); Vol. 8 (Equipo manual y portátil para control de hego).

NOM-EM-O0 1 SEMP- 1993. Que regula las instalaciones destinadas al suministro y uso de energía eléctrica.

NOM-ECOL. Necesidades y reglamentos de pureza para:

Agua: NOM-073-ECOL-1994. Que establece los límites máximos permisibles de los contaminantes en las descargas de aguas residuales a cuerpos receptores provenientes de las industrias farmacéutica y farmoquímica.

NOM-CCA-03 1 -ECOL- 1993. De la descarga de aguas residuales provenientes de la industria, actividades agroindustriales, de servicio y el tratamiento de aguas residuales a los sitemas de drenaje y alcantarillado urbano y municipal

Aire: NOM-043-ECOL-1993. Que establece los niveles máximos permisibles de emisión a la atmósfera de partículas sólidas provenientes de fbentes fijas.

Ruido: NOM-O8 1 -ECOL-1994. Que establece los límites máximos permisibles de emisión de ruidos de las fbentes fijas y su método de medición.

NOM-O 1 1 -STPS- 1993. Relativa a las condiciones de seguridad e higiene en los centros de trabajo donde se genera ruido.

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ELABORO: EQUIPO 8 HOJA N" PROYECTO N" FECHA: 30MY011996 APROBO: "

NMX-J-283-SCFI. Motores eléctricos a prueba de explosión para usarse en lugares que contengan atmósfera peligrosa, Clase I, Grupos C y D.

NMX-J-118- 1 18-SCFI. Tableros eléctricos ensamblados en fábrica de distribución y/o control de baja tensión.

NTIE. Reglamento de Instalaciones Eléctricas a y Normas Técnicas para Instalaciones Eléctricas.

TEMA (Tabular Exchanger Mufacturers Asociation).

Diseño de la clase C. Para los requisitos generalmente moderados de las aplicaciones comerciales y generales de procesamiento.

Diseño de la clase B. Para servicios de los procesos químicos.

Nomenclaturas, tolerancias de fabricación, inspecciones, garantías, tubos, cascos, desviadores y placas de apoyo, cabezales flotantes, empaques, láminas tubulares, canales, toberas, bridas de los extremos y pernos; específicamente sobre materiales y resistencias al atascamiento por acumulación de suciedad.

DESCRIPCION DEL PROCESO

Las dos materias primas más importantes como lüentes de pectina son la cáscara de los cítircos, residuo de la fabricación de sus zumos y el orujo de las manzanas, residuo a su vez de la fabricación de zumos de manzana y sidra. En los cítricos el contenido de pectina es del 15 al 40% del peso seco.

La obtención de pectina de bajo metoxilo amidada, que es el objetivo de este proyecto se realizará con los residos de cítricos ( limón, toronja, naranja ). ( Acribia, 1976 )

Las cáscaras de cítricos procedentes de la extracción de jugos vienen en 3 ó 4 pedazos más o menos uniformes siendo este tamaño incoveniente para un buen lavado, ya que la cáscara ha quedado impregnada de jugo y de algo de aceite esencial; este tamaño es inadecuado también para el tratamiento posterior durante la extracción de la pectina, por lo cual, el primer paso que se debe realizar, es la reducción hasta conseguir porciones de 0.5 a 1 .O cm.

El material húmedo está formado por laminillas de consistencia ligeramente fibrosa y esponjosa, de forma y tamaño irregulares que alcanzan una superficie máxima de 0.5 cm2 y espesores que no llegan a 0.3 mm. Se apelmaza fácilmente y tiene una humedad promedio de 65%. ( Vernon C., J. E., 1996 )

Para reducir el tamaño de la cáscara se empleará un molino de frotamiento por discos.

La cáscara desmenuzada debe lavarse abundantemente para eliminar el jugo que pudiera contener, así como para arrastrar el aceite esencial y sobre todo para eliminar el ácido cítrico, los principios amargos y las pectinas solubles que ocasionan una disminución de la calidad de la pectina por extraer posteriormente.

Se propone que el lavado se haga al mismo tiempo que se transporta la cáscara desmenuzada, para lo cual el transportador consistirá de una malla sinfin, de longitud adecuada, sobre la que se instalará un sistema de espreas que proyecten chorros a presión de agua a 50-60 "C.


La operación de lavado se completará con el agua caliente (95- 98 "C) que servirá para la pasteurización, que tiene por objeto inactivar el proceso enzimático. Algunas de las sustancias que constituyen los cítricos son las enzimas pécticas, que se encargan de la transformación de las pectinas; para este caso, es importante mantener esas sustancias en forma de protopectina el mayor tiempo posible, ya que en esta forma son insolubles en agua.

Estando seco el material, la acción enzimática casi se nulifica, pero estando húmedo, el proceso es muy activo, transformándose la protopectina a pectina soluble mediante la acción de la protopectinasa y actuando enseguida la pectinesterasa para dar metano1 y ácidos pécticos insolubles.

La permanencia de la cáscara no será menor de 30 segundos, tiempo suficiente, a la temperatura de 95 "C, para inactivar a las enzimas pécticas y aquéllas que provocan la coloración café por oxidación.( Rafols, W. 1964; Vernon C., J. E., 1996 ).

Las aguas del lavado deben hallarse exentas de iones magnésicos, cálcicos o de cualquier otro metal, ya que podrían alterar el proceso de extracción.

Una vez lavada y pasteurizada la cáscara, interesa prensarla rápidamente para suprimir la mayor cantidad posible de agua, para lo cual se utiliza una prensa hidráulica. ( Rafols, W., 1964 ).

Para la extracción de pectina de los cítricos, es factor importante la acidez que debe tener el líquido de extracción. El tratamiento usual incluye soluciones acuosas-ácidas con valores de pH entre 2.3 y 2.8 . Un valor adecuado de pH es 2.5. ( Patente Británica, No. 1 332 985, año 1973 )

En el presente trabajo se empleará ácido nítrico para la extracción inicial. La cantidad de cáscara húmeda a extraer se coloca en un tanque enchaquetado que

contiene la solución de ácido nítrico (pH de 2.5), se calienta a 75 "C por medio de vapor y se mantiene a esa temperatura por una hora. Se procede a separar el residuo sólido del licor con un filtro prensa. (Esa temperatura y ese tiempo producen una extracción inicial apropiada de pectina de alto peso molecular adecuado para el propósito de obtener posteriormente una pectina de bajo metoxilo amidada ).

Después se adiciona alcohol isopropílico para precipitar la pectina. El precipitado se filtra y se tritura hasta obtener partículas con tamaño de aproximadamente un octavo de pulgada; enseguida se lava con alcohol isopropílico al 75% para efectuar la deshidratación del precipitado, éste tiene un peso molecular de alrededor de 180,000 a 200,000 y un contenido de metoxilos del 10 a 10.5% en base húmeda.


Se procede entonces a la primera etapa de desmetilación para reducir el contenido de metoxilos a 7-8.5%, con la menor pérdida de peso molecular, para lo cual el precipitado se suspende en una mezcla que contiene 60% de alcohol isopropílico, 20% de agua y 20% de ácido nítrico concentrado; la temperatura de esta mezcla se mantiene más baja que en los pasos previos y es de 45 "C por 8 horas para conservar el peso molecular característico en el rango 160,000 a 200,000.

Pueden establecerse tiempos de reacción más cortos con temperaturas más elevadas (50 "C) para obtener el contenido de metoxilos de 7-8.5%, pero se lleva a cabo la despolimerización a altas velocidades produciendo pesos moleculares más bajos, situación que para este caso no es adecuada, debido a que repercutiría en la calidad del producto deseado.

Ya que esta etapa representa el punto crítico, debido a que es donde se realiza el 75% de la desmetilación, en un periodo largo, este paso conlleva a efectuar el proceso por lote, en esta parte, a diferencia de los pasos anteriores; en conclusión el proceso se considera semicontinuo.

Al final del tiempo de desmetilación, la suspensión se filtra y se lava dos veces con alcohol al 75% dando como resultado una mezcla fluida, que se ajusta a un pH de 5.5-5.8 con hidroxido de amonio; mientras la suspensión se agita continuamente se adiciona hidróxido de amonio (aproximadamente NH3 al 26% ).

La mezcla de reacción resultante se calienta a 15 "C por 40 minutos (considerando que el contenido de metoxilos es de un 7% ) para reducir el porcentaje de metoxilos a 5-6 % y para que se efectúe la substitución por grupos amida, bajo las condiciones descritas

Al término de la segunda etapa de desmetilación, el alcohol amoniacal, se filtra rápidamente, para evitar que continúe su acción; nuevamente se adiciona alcohol isopropílico al 75% y se agita 5 minutos, para luego filtrar de manera rápida. Se procede entonces a ajustar el pH utilizando alcohol isopropílico al 75% y suficiente ácido nítrico al 25% para tener un valor de pH de 3.3 a 3.6 . Luego se filtra y se da un lavado final con alcohol al 85%, para obtener pectina de bajo metoxilo amidada con un peso molecular de 120,000 a 160,000. Cuando se ha eliminado el alcohol, se procede a secar la pectina hasta un 8% de humedad (el extracto sólido antes de secar posee una humedad de 46%); posteriormente se pulveriza hasta pasar por un tamiz malla 60, es decir un tamaño de partícula de aproximadamente 250 micras, (0.25 mm ) que se considera óptimo.( Patente Británica, No 1332 985; modificaciones /adaptaciones 1996)


La pectina de bajo metoxilo amidada así obtenida, contiene 5 a 6% de metoxilos y es capaz de formar geles en presencia de calcio; tales geles tienen buena calidad en cuanto a elasticidad y resistencia a la ruptura y son mejores comparados con los que se producen con la pectina tradicional ( pectina de alto metoxilo ).


DIAGRAMA DE BLORUES PARA LA OBTENCIóN DE PECTINA AMIDADA

DE BAJO METOXILO A PARTIR DE CASCARA DE C~TRICOS

CASCARA DE CíTRICOS

lavarlagua 60-60°C)

HN03 al 22% 1 h con agitación

Alcohol isopropílico

al 2%

lavar con alcohol

isopropilico al 76%

Ajustar pH 6.6.6.8 con NH40H

lavar con alcohol iropropnico

al 86 %

lavar lagua 96.98"CI

c \ .............

I ' Residuo de la cáscara

, Extracto de pectina

~ Suspender 60% de alcohol, 20%

I agua Y 20% HN03.46"C. 8 h ............

.~ Ajustar pH 3.3.3.6 con alcohol iropropílico

al 7 6 % ~ HNO3 al 26% .... ....

PECTINA

a. Agua de lavado (Aceites esenciales, H20) b. Agua, aceites, sólidos. c. Residuos(Hemicelulosa, celulosas, HN03, pectinas H20) d. Alcohol isopropílico, pectina, H20, HN03. e. Alcohol isopropílico, HN03, H20, pectina. f. Alcohol isopropílico, HN03, NH40H, pectina.

Parque Industrial San Mguel Km. 79.5 Carretera Federal México-Puebla Calle 2 y Avenida 5. Tel: 91 (2) 214-58

Selección de equipo.

La elección de equipo y maquinaria se realizó en base al diagrama de proceso, a los balances de materia y energía, así como a los requerimientos y especificaciones que implica este proceso.

Se efectuó la selección de las unidades industriales ya cotizadas realizando un análisis, considerando durante todo el proceso, el nivel de calidad del producto a elaborar (pectina cítrica de bajo metoxilo amidada), la producción seleccionada, las posibles variantes de la operación; los costos de operación y adquisición, el nivel de riesgo en la operación, así como las condiciones de compra y el espacio que requiere cada equipo.

Se propone llevar a cabo las matrices especificando los criterios a evaluar y a su vez, la selección se hará por métodos cualitativos, según la siguiente clave: Clave ( Basada en los criterios que aparecen en Ulrich, G. D., Procesos de Ingeniería Química y en el Manual del Ingeniero Químico (Perry). )

A B C

D E X

Ponderación (puntos) Excelente o sin limitaciones.. ..................... .150 Limitaciones modestas o problemas.. ........ .11 O Unidades especiales disponibles a un costo mayor para reducir los

Limitado en este aspecto ............................. 50 Demasiado limitado en este aspecto.. .......... .30 Inaceptable., ................................................. O

problemas al mínimo.. ................................ .85

I). EQUIPO PARA TRITURACION.

El objeto de cortar la cáscara de los cítricos en pequeños trozos es facilitar las operaciones posteriores, principalmente la extracción. Para reducir el tamaño de la cáscara se requiere de molinos, que permitan obtener las dimensiones adecuadas (0.5 a 1 cm). También para la trituración del precipitado antes de la desmetilación se necesita disminuir el tamaño de partícula (hasta aproximadamente 0.3 cm).

Opciones:

1) Molino de rodillos 2) Molino de frotamiento por discos 3) Cortadora giratoria picadora

Descripción.

1) Molino de rodillos. Consiste en un cilindro horizontal que tritura el material, ya sea contra una pared vertical o contra un rodillo similar opuesto. Los rodillos lisos están limitados en su relación de reducción a causa de que las partículas de gran tamaño no pueden entrar o ser


cogidas por la trituradora. Los materiales duros y abrasivos son mejor triturados por las quebradoras giratorias o de quijadas, pero las de rodillos son superiores para la trituración de materiales cohesivos y de proceso suave.

2) Molino de frotamiento por discos. La molienda se lleva a cabo entre placas de trituración que pueden operar en plano vertical u horizontal; uno o dos discos giran y cuando los dos lo hacen, la rotación se efectúa en direcciones opuestas. El uso de una variedad de placas y construcciones de cubierta hacen que estas unidades tengan aplicaciones de lo más variado, yendo de granulación a pulverización y desmenuzamiento.

3) Cortadora giratoria picadora. Consta de cuchillas "voladoras" y de cuchillas fijas. Las cortadoras giratorias ( con hojas de metal afiladas ) son capaces de reducir de tamaño, rápidamente los materiales más tenaces no abrasivos. Es uno de los medios más económicos para reducir el tamaño de materiales suaves y fibrosos.

Matriz de selección: Criterio/TRITURACION

Total: 1050 puntos Molino de

girat./picad. frot./discos rodillos Cortadora Molino de

Capacidad Caractensticas de

150 150 150

-Intervalo de distribución de 150 150 tamaño

150

Compatibilidad 150 150 85 -Sólidos pegajosos

o cohesivos -Materiales suaves 150 150 150 Adecuabilidad

eficiencia

-Trituración húmeda

(0.3-1.0 cm.) 50 150 150 Diámetro de partícula 30 150 150

Consumo de potencia

730 985 885 TOTAL

50 85 50

11) EQUIPO PARA EXPRIMIDO. El exprimido de la cáscara se efectúa usualmente en prensas.

Opciones: 1) Prensa hidráulica. 2) Prensa de rodillos. 3) Prensa de tornillo.


Descripción.

1) Prensa hidráulica o prensa de jaula. Funciona de la siguiente manera: se introduce el material (cáscara) en un cilindro metálico perforado, resistente o en una especie de jaula ranurada. Las prensas de mayor tamaño poseen una serie de plataformas ranuradas, lo que permite reducir el espesor de la capa de cáscara. Seguidamente, mediante un sistema hidráulico o de tornillo accionado por un motor, se aplica sobre la superficie de la cáscara una plancha, aumentándose después gradualmente la presión. El líquido fluye a través de las perforaciones de las jaula ranurada se recoge en la base de la prensa.

2) Prensa de rodillos. Las prensas de rodillos comprimen la alimentación dentro de la separación que queda entre dos o tres cilindros suaves o corrugados. Son más adecuadas que las de tornillos para los materiales abrasivos, pero son inferiores para los residuos pegajosos en donde la descarga puede ser un problema.

3 ) Prensa de tornillo. En las prensas de tornillo, los sólidos húmedos entran a una cámara que tiene un tornillo sinfin rotatorio de paso decreciente que comprime al sólido y expulsa el líquido a través de chorros o de una pared porosa. Son adecuadas para cierta variedad de suspensiones y residuos, excepto las que contienen sólidos gruesos y abrasivos.

Matriz de selección : Criterio/ EXPRIMIDO


111) EQUIPO PARA FLLTRACION.

A) Para la filtración del extracto:

Opciones: 1) Filtro prensa de placas y marcos. 2) Filtro de coraza y hoja. 3) Filtro horizontal al vacío.

Descripción.

1) Filtro prensa de placas y marcos. Está compuesto de anillos rectangulares prensados entre dos placas cubiertas con tela. Los marcos, la tela y las placas se encuentran alternados en pilas horizontales de varios metros de longitud y son comprimidos por medio de un mecanismo hidráulico, formando una serie de cavidades de paredes porosas. La suspensión se bombea hacia estas cavidades y el filtrado pasa a través de la tela, dejando los sólidos dentro de las cavidades. Cuando los marcos están saturados de torta se efectúa un ciclo programado de lavado y secado y la prensa se abre automáticamente, dejando caer la torta por gravedad dentro de un canal. La flexibilidad de diseño, los medios y la operación hacen de este dispositivo arcaico uno muy competitivo para cierto número de aplicaciones.

2) Filtro de coraza y ho-ia Consiste en un tambor a presión arreglado con una serie de cavidades huecas u hojas, cubiertas por bolsas porosas, todas juntas con un solo distribuidor. La presión se ejerce sobre la suspensión dentro del tambor, haciendo que el filtrado salga a través del distribuidor. La torta se descarga retirando la "rama" y las hojas anexas del tambor y raspando o deslavando manualmente la torta hacia un canal que se encuentra debajo. A causa del diseño, los filtros de coraza y hoja son un poco más limpios que los filtros prensa; sin embargo, los pasos como el lavado y la descarga no son tan convenientes. 3) Filtro horizontal al vacío. Estos filtros se dividen generalmente en dos categorías: las unidades circulares giratorias y las de tipo banda. Independientemente de su geometría, tienen ventajas y limitaciones similares, ya que proporcionan flexibilidad en la selección del espesor de la torta, el tiempo de lavado y el tiempo de secado. Además, pueden manejar en forma eficaz sólidos densos y pesados, permiten la inundación de la torta con el licor de lavado y están diseñados para realizar el lavado o lixiviación a contracorriente.


Matriz de selección: Criterio/FILTRACION del extracto.

Total: 1800 puntos Filtro prensa

vacío hoja Filtro horizontal al Filtro coraza y

Capacidad

110 110 150 -Seauedad de la torta eficiencia Características de la

150 110 150

-Contaminación de la torta

de la torta -Facilidad de descarga

150 150 150 filtrado -Contaminación del

30 150 150

-Facilidad de lavado de 150 110 110

la torta 110 110 110 -Claridad del filtrado 150 85 85

-Pér&da del filtrado

Adecuabilidad 110 110 85 o peligroso

-Material tóxico 150 50 110

-Licor o jarabe 110 50 30 Consumo de potencia 110

110 85 85 Costos relativos O 110

85 Total I 1405 I 1230 I 1185 I

B) Para la separación del precipitado. Opciones:

1) Filtro centríhgo de transportación continua. 2) Filtro prensa de placas y marcos. 3 ) Filtro centrífbgo automático de ciclo corto.

Descripción.

1) Filtro centrífbgo de transDortación continua. Se desarrollaron con un empujador vibratorio o algún otro arreglo, que promueve el flujo continuo de los sólidos. El tazón puede estar diseñado para proporcionar considerable facilidad de lavado, más el control y la recolección por separado del filtrado y de las corrientes de lavado. La principal limitación de estos filtros radica el tamaño del tamiz, el cual impide la separación o clarificación de las suspensiones de partículas finas. A causa de su facilidad para producir concentraciones bajas de sólidos residuales se utilizan en numerosas aplicaciones que abarcan partículas como de arena o cristales que tienen diámetros mayores de 150 micras.


2) Filtro prensa de placas y marcos. Descrito en el inciso A, correspondiente al Equipo de FETRACION.

3) Filtro centrífbao automático de ciclo corto. Contiene un tazón rotatorio perforado; sin embargo, la torta no se transporta sino que se acumula dentro de dicho tazón. El sistema pasa a través de un ciclo programado y controlado automáticamente de filtración, lavado y remoción de la torta. La descarga se provoca por medio de una cuchilla, hoja o arado que despega la torta de la pared. Cada ciclo es tan corto que para todos los objetivos prácticos este equipo puede considerarse continuo. A causa del intenso esfberzo de corte experimentado por la torta, los sólidos frágiles se degradan en este tipo de separador centrífbgo. Los que se deforman, se embarran o bloquean el filtro, tampoco son compatibles con él.

Matriz de selección: Criterio / FILTRACIóN del precipitado.

Total: 1650 puntos I I I

Capacidad Característcas de eficiencia -Sequedad de la torta ( % sólidos, peso ) -Contaminación de la torta -Contaminación del filtrado

Filtro centrifugo de

150 150 150 mático de ciclo corto transportación continua Filtro centrífugo auto- Filtro prensa

150 150 I 150 I I

150 110 150

150 I 150 1 110 -Facilidad de descarga de la torta

110 110 110 Consumo de potencia 110 110 150 granulares o terrosos

-Sólidos cristalinos, Adecuabilidad

110 110 150 -Pér&da del filtrado 110 110 50 -Claridad de filtrado 110 85 85 la torta

-Facilidad de lavado de 150 110 150

Costos relativos 85 85 85

Total 1340 1320 1280

Parque Idustrial San Miguel Km. 79.5 Carretera Federal México-Puebla Calle 2 y Avenida 5 . Tel: 91 (2) 2 14-58

IV) EQUIPO DE SECADO.

Para secar la pectina de bajo metoxilo amidada. Los tipos de secadores propuestos se emplean para el secado adecuado de materiales como tortas de prensa de filtrar, sólidos centrifugados, almidón y otros materiales pastosos.

Opciones: 1) Secador de charolas ( Operación por lotes ). 2) Secador de túnel ( Operación continua ). 3) Secador de parrillas al vacío ( Operación por lotes ).

Descripción.

1) Secador de charolas. Es un equipo totalmente cerrado y aislado en el cual los sólidos se colocan en un grupo de charolas o bandejas en el caso de sólidos particulados, o amontonados en pilas o repisas, en caso de objetos grandes. La transmisión de calor puede ser directa del gas a los sólidos, utilizando la circulación de grandes volúmenes de gas caliente.

Es apropiado par operaciones por lotes; a grandes capacidades, los costos de inversión y operación son elevados. Los tiempos de desecación son prolongados.

2) Secador de túnel. Los secadores continuos de circulación directa operan basándose en el principio del soplado de aire caliente a través de un lecho permeable del material mojado, que pasa en forma continua por el secador. Las velocidades de desecado son altas debido a la amplia superficie de contacto y a la distancia corta de desplazamiento para la humedad interna. Es apropiado para producciones a pequeña y gran escala.

3) Secador de parrillas al vacío. Son del tipo por lote con calentamiento indirecto, que constan de una cámara hermética al vacío construida casi siempre de hierro colado o placas de acero con parrillas de soporte calentadas dentro de la cámara, una hente de vacío y, por lo común, un condensador. El calor se transmite al material húmedo por conducción a través de la parrilla y el fondo de la bandeja y por radiación desde la parrilla superior.

Es aplicable para producciones pequeñas por lotes.

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Matriz de selección: Criterio/SECADO

Tamaño del equipo I Fluio de sólidos Eficiencia térmica

1 -Sólidos centrifugados -Materiales sensibles al calor Potencia instalada

I Total

Secado de charolas (charolas, operación (operación por lotes)

Secador de parrillas al Secador de túnel vacío (operación por

1 continua) 1 lotes) 150 150 I50 150 110

150 150

85 110 50 150 110

I 110 150 150 150

150 85 150

150 150 85

150 I 85 I 50 I

1060 970 950

V) EQUIPO PARA PULVERIZACION

Después de secar la pectina se procede a pulverizarla para obtener un tamaño de aproximadamente 250 micras.

Opciones: 1) Molino de martillos. 2) Molino de rotación de barras. 3) Molino de rotación de bolas.

Descripción.

1)Molinos de martillos. Sirven para pulverizar y desintegrar, funcionan a altas velocidades. Cuentan con martillos sujetos por medio de pernos ( que pivotean ) a la periferia de un disco o cilindro giratorio de alta velocidad: el espacio entra las hojas fijas de la carcaza y los martillos móviles puede ajustarse para proporcionar la finura deseada de las partículas. La trituración es provocada por el impacto y el desgaste por este medio de corte.

Se emplean para una gran variedad de materiales no abrasivos, entre cuyas principales aplicaciones están azúcares, compuestos químicos, productos farmacéuticos, etc.

2) Molinos de rotación de barras. No son eficientes para la trituración fina, pero son excelentes para la trituración gruesa e intermedia. Se emplean con frecuencia antes de los molinos de bolas. Constan de cilindro giratorio y contienen como medios de trituración barras de metal.


3) Molino de rotación de bolas. Estos dispositivos consisten comúnmente en cilindros giratorios horizontales que contienen medios de trituración, como bolas de metal o piedras. La fberza centrífbga hace que estos medios giren cerca de la parte superior del molino y caigan después a la base, triturando los granos sólidos contra la pared del sistema o contra las bolas o piedras (el molino de barras tiene un fbncionamiento similar).

Son relativamente baratos, tanto en su compra como en su operación. Su eficiencia es buena, pero a causa de las partículas finas procesadas, el consumo de energía específica es grande.

En base a los resultados obtenidos de las matrices de selección, (es decir los equipos que reunieron el máximo de puntos) se tiene la siguiente lista del equipo a utilizar:

1) Molino de frotamiento por discos 2) Prensa hidráulica 3) Filtro prensa de placas y marcos 4) Filtro centrífbgo de transportación continua 5) Secador de charolas 6) Pulverizador ( Molino de martillos ).

Matriz de selección: Criterio/ PULVERIZACION

Total: 900 puntos [ Molino de martillos I Molino de rotación de 1 Molino de rotación

bolas Capacidad de eficiencia -Intervalo de distribución

150 150 150

de tamaño ComDatibilidad I I 150 I 150 110 110

-Matrices suaves

150 110 110 costo 50 85 110 Consumo de potencia

150 50 150 ( 0.25 mm ) -Diámetro de partícula

150 85 150

Total 660 5 90 780 I

Los equipos que se enumeran a continuación son necesarios para el proceso y no se realizaron matrices para su elección:

7) Cuatro tanques enchaquetados, que utilizan vapor como medio de calentamiento, provistos de agitador tipo turbina, para las operaciones de extracción con ácido nítrico, que es una reacción exotérmica; para llevar a cabo la precipitación de la pectina usando alcohol isopropílico y para realizar las desmetilaciones con amoniaco en alcohol isopropílico. Debido a que las viscosidades son variables y a que las reacciones son diferentes, así como también se deben controlar las condiciones dentro de estos recipientes se eligió este tipo de agitador que proporciona amplios rangos de aplicación, donde se incluyen las operaciones que este


proceso contiene. (Ludwig, 1994; se anexa una copia de la carta para seleccionar el tipo de agitador, en forma cualitativa).

8) Un evaporador simple ( de un efecto ) para la recuperación del alcohol isopropílico.

9) Una caldera para generación de vapor. 1 O) Una banda transportadora lavadora provista de espreas. 11) Bandas transportadoras y transportador de cangilones, para trasladar los

materiales a procesar de un equipo a otro.


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TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES

Aspectos generales. El agua constituye entre el 70 y 90 % de la mayoría de los organismos; es inerte

en casi todos los casos y representa el medio ideal para llevar acabo la mayor parte de las reacciones en los seres vivos; es además, el medio que permite la continuidad entre las diversas fases de un organismo al actuar como disolvente o como medio de dispersión, confiriéndosele con ello características muy importantes a algunas macromoléculas como son las proteínas y ácidos nucleicos (Conny Stumpf, 1976). La importancia del agua radica en la particularidad de sus propiedades con respecto a la de compuestos análogos, éstas son: altos puntos de ebullición y de fisión, elevado calor de evaporación y de fisión, alta capacidad calorífica y tensión superficial elevada. Todas ellas se deben a la polaridad de la molécula ocasionada, a su vez por las electronegatividades de los átomos que la constituyen y que forman interacciones electrostáticas debido a los dipolos inducidos, denominados "puentes de hidrógeno".

Desde la aparición de las primeras formas de vida hasta la época actual, la cantidad de agua en la tierra se ha mantenido casi constante y en equilibrio dinámico entre los estados sólidos, líquidos y gaseosos, lo que se denomina ciclo hidrológico. Este ciclo está constituido por el equilibrio entre la evaporación del agua, su precipitación en las diversas áreas del planeta y sus movimientos sobre la superficie, en el suelo o el subsuelo.

Se estima que la cantidad de agua en la tierra es de aproximadamente 1 3 8 6 ~ 1 0 ~ Km3, globalmente distribuida como se muestra en la Tabla l . Tabla l . Distribución del agua en la Tierra.

TIPO DE AGUA

37x10 l5 2.7 Agua dulce 1 3 4 8 ~ 1 0 ~ ~ 97.3 Oceánica

VOLUMEN (m31 PORCENTAJE (%)

Se observa baja proporción de agua dulce con respecto a la del mar, lo que da una idea de. la poca cantidad que se encuentra disponible para ser empleada por el hombre en forma directa. Por otro lado, un alto porcentaje del agua dulce se ubica en los casquetes polares. La Tabla 2 muestra su distribución en las diversas fases del ciclo hidrológico. . . ., , -

La República Mexicana no es muy abundante en recursos hidráulicos; posee aproximadamente O. 1 % del total anual de agua dulce en el mundo, lo que hace que un alto porcentaje del territorio esté catalogado como semidesértico. Ello genera una baja disponibilidad de agua, debido fbndamentalmente a razones climaticas.


CIT!IrnC ....I ...... @

........ i..... . ........ .......

.......

......

La distribución de agua está estrechamente ligada a las características de los sistemas montañosos que conforman su territorio; tiene como patrón fundamental, el poseer una llanura costera en el Golfo de México que fluctúa entre 80 y 150 Km y el carecer casi totalmente de ellas en las costas del Pacífico. En consecuencia, cerca de 60% del territorio nacional cuenta con alturas superiores a 500 metros sobre el nivel del mar.

La precipitación anual en la República se estima en 3 9 5 ~ 1 0 ~ m3, cantidad que al compararse con la demanda de los cuatro sectores más importantes en el país (urbano, industrial, agrícola y de generación de energía), en 1980 fue de 2 10x109 m3 e indica que en un plazo relativamente corto, la demanda no podrá cubrirse con agua de primer uso. Lo anterior genera la imperiosa necesidad de rehusar, aunque sea parcialmente, el agua que utilizan algunos de los sectores mencionados.

Reutilización del agua. El reciclar el agua por pequeña que sea la cantidad, conlleva a tres beneficios

inmediatos: 1- Satisfacer con mayor facilidad la demanda de agua de primer uso, puesto que en general, el rehuso disminuye la demanda. 2- Disminuir la cantidad de desechos vertidos al agua y, en consecuencia, abatir un poco los niveles de contaminación en los cuerpos receptores. 3- Reducir los daños ecológicos que se originan en las regiones donde se toma el agua para satisfacer las necesidades de lugares muchas veces distantes.

El problema de la reutilización del agua se reduce, en pocas palabras, a eliminar de ellas los compuestos y materiales que se le agregan al usarla; problema que puede analizarse desde tres puntos de vista: legal, económico y técnico.

Estado del problema de contaminación en el país. Son 320 las cuencas hidrológicas de las que dependen de una u otra forma

nuestros recursos hidráulicos; sin embargo, existen algunas cuencas sobre las que la actividad ha sido mucho más intensa debido, en parte, a su magnitud e importancia.

La cantidad de contaminantes adicionados a un cuerpo de agua es función lineal del uso que se le dé; puede ser: urbana, agrícola o industrial, siendo las de tipo urbano e industrial las que producen aguas con mayor cantidad de contaminantes puesto que más del 60 % de la población habita en zonas urbanas. Sin embargo, aún dentro de estos dos grupos hay marcadas diferencias en el contenido de compuestos. La diferencia más importante entre los dos tipos de agua radica en la gran cantidad de compuestos de origen industrial que se adicionan a este tipo de agua, lo cual dificulta aún más su tratamiento.

Independientemente de su origen, el agua una vez usada y transformada en agua residual es vertida a los sistemas de drenaje y colección para ser finalmente descargada en algún río u otro cuerpo receptor, en donde al entrar en contacto con factores fisicos, químicos y biológicos propios del receptor empieza a sufrir una serie de transformaciones independientes de la actividad humana. Dicho fenómeno es conocido como autopurificación de las corrientes y es el resultado de la acción conjunta de fenómenos fisicos (dilución, mezclado, sedimentación, adsorción, etc.), fenómenos


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químicos (dihsión con reacción química, precipitación) y fenómenos biológicos (degradación aeróbia y anaeróbia).

No obstante, esta capacidad de autopurificación tiene un límite (capacidad de asimilación) por encima del cual el cuerpo receptor ya no recupera sus condiciones originales, lo que da lugar a la contaminación; resultado de la gran cantidad de contaminantes que se agregan en el agua y que transforman, paulatinamente los ríos en drenajes a cielo abierto. Podemos citar como ejemplos los ríos Mixcoac, de los Remedios, Tula y Lerma.

Como alternativa para resolver dichos problemas y eliminar del agua los contaminantes, se idearon, a principios de siglo, operaciones y procesos cuya característica fhdamental es acelerar en varios ordenes de magnitud, los procesos naturales, que en conjunto se denomina tratamiento de aguas residuales.

Dentro de esta disciplina, el "tratamiento primario'' sólo emplea operaciones fisicas; el ''tratamiento secundario" utiliza procesos químicos y biológicos, y el "tratamiento terciario" hace uso de los dos tipos de proceso. Obviamente, la calidad de agua obtenida en cada caso es diferente, razón por la que el objetivo de cada tratamiento es remover del agua algunos contaminantes en forma selectiva.

Tratamiento primario.

Uno de los puntos importantes en el tratamiento de las aguas residuales es disminuir el contenido de sólidos y lograr las condiciones adecuadas para el tratamiento secundario. Esto hace que los costos de construcción y operación de las plantas de tratamiento disminuyan considerablemente. Con estos fines se aplican los procesos de homogeneización, neutralización y sedimentación.

La homogeneización y la neutralización de las aguas residuales en el tratamiento primario permiten tener un tipo de aguas residuales homogéneas y con condiciones fisicoquímicas de pH, temperatura, carga orgánica, etc. adecuadas para los tratamientos posteriores.

**Homogeneización. La homogeneización es una operación unitaria que tiene como finalidad

uniformar el flujo, la carga de contaminantes y las condiciones fisicoquímicas de las aguas residuales en la planta de tratamiento.

- Para amortiguar variaciones de flujo de varias descargas, de manera que se tenga una corriente compuesta con un flujo relativamente constante en la planta de tratamiento de aguas residuales. - Cuando se tienen variaciones en la DBO de la descarga. -Para propósitos de la neutralización, incluyendo el mezclado de los desechos ácidos y alcalinos en el tanque. **Neutralización.

Las aguas residuales de un gran número de industrias son alcalinas o ácidas, en este tipo de aguas residuales es importante realizar una neutralización antes de pasar a

Esta operación se aplica cuando se tienen las siguientes situaciones:


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los tratamientos secundarios de la planta de tratamiento, para lograr una mayor eficiencia de estos sistemas.

La neutralización en el tratamiento de las aguas residuales se aplica en los siguientes casos: - Antes de descargar las aguas residuales a los cuerpos de agua receptores, para evitar el deterioro de la vida acuática, ya que ésta es sensitiva a las variaciones de pH cercanas a

- Antes de descargar las aguas residuales industriales al drenaje municipal, puesto que resulta más económico neutralizarlas antes, que después neutralizar el efluente total combinado con las demás aguas residuales (domésticas e industriales). - Antes de tratamientos químicos o biológicos. En los tratamientos biológicos el pH se debe mantener en un rango de 6.5 a 8.5 para optimizar la actividad biológica. El proceso biológico en sí mismo proporciona una neutralización o una cantidad amortiguadora del pH como resultado de la producción de C02, el cual forma carbonatos y bicarbonatos en solución. **Sedimentación.

La sedimentación es la separación de partículas suspendidas más pesadas que el agua, mediante la acción de la gravedad.

Cuando en una agua residual los sólidos (suspendidos y sedimentados) se separan mediante la acción de la gravedad y la agregación natural de las partículas, la operación recibe el nombre de "sedimentación simple". Si se agregan productos químicos o de otra naturaleza para provocar o favorecer la agregación y asentamiento de la materia finalmente dividida y sustancias coloidales, la operación recibe el nombre de "coagulación".

(6.5-7 y 7-8.5).

Tratamiento secundario. El tratamiento secundario es el proceso complementario de la depuración de las

aguas residuales, consiste en una serie de operaciones y procesos químicos y/o biológicos al que son sometidos los efluentes del tratamiento primario.

Durante el pretratamiento y el tratamiento primario de las aguas residuales se separa principalmente una gran parte de los sólidos solubles y sedimentables, aquellos que fueron retenidos por los sistemas de rejillas, desarenadores, trituradores y los que tuvieron la capacidad de sedimentar en el tiempo de retención límite de los sedimentadores primarios. Así tenemos que los efluentes de un tratamiento primario, contienen aún sólidos suspendidos finos, sedimentables (principalmente coloides) y solubles, los cuales deben ser separados para obtener una agua apropiada para su disposición final en los cuerpos receptores.

El tratamiento secundario agrupa los procesos y operaciones unitarias, capaces de eliminar de los efluentes primarios, los sólidos que aún contienen. **Tratamientos fisicoquímicos.

Los procesos fisicoquímicos pueden servir para favorecer la sedimentación de la materia en suspensión; pero son especialmente útiles para eliminar la materia coloidal y IOS sólidos orgánicos disueltos, los cuales sin reactivos químicos jamás sedimentarían;


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.......

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estas sustancias muchas veces son responsables de la turbidez, color y DBO de las aguas residuales.

Los procesos fisicoquímicos son en general más costosos que los procesos biológicos, sin embargo, las limitaciones de los biológicos para tratar residuos tóxicos como metales y sustancias orgánicas sintéticas ha hecho que los procesos fisicoquímicos sean adaptados para descargas industriales de características agresivas a los procesos biológicos, a veces como un tratamiento previo al biológico y otras como un tratamiento Único. **Tratamiento biológico.

El tratamiento biológico de las aguas residuales, tiene como finalidad remover la materia orgánica en estado coloidal y disuelta, la cual no h e removida con el tratamiento primario.

En forma general, el tratamiento biológico se lleva a cabo por la transferencia de la materia orgánica del agua residual hacia el flóculo (biomasa), por contacto interfacial, adsorción y absorciones asociadas. La materia orgánica es utilizada por los microorganismos para su metabolismo y generación de células nuevas, las células viejas mueren deslavándose y precipitándose a fondo.

Tratamiento terciario. Este tipo de tratamiento se aplica a los efluentes de los tratamientos secundarios

para lograr un mayor grado de calidad del agua, de acuerdo al uso que se le quiera dar. Los procesos más comunes en el tratamiento terciario son: adsorción con carbón activado, intercambio iónico, osmosis inversa y desinfección; otros procesos también importantes son: electrodiálisis y ultrafiltración.

El tratamiento terciario generalmente se aplica para remover sustancias inorgánicas disueltas como son los metales pesados y sales minerales.

La precipitación química también se usa como un tratamiento terciario, particularmente cuando se trata de obtener agua de buena calidad para abastecer a la industria, pero en el caso del tratamiento a las aguas residuales industriales puede ser tratamiento Único o secundario.

"DISEÑO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS DE LA N U S T R I A CITRIPEC

El objetivo de la planta de tratamiento de aguas residuales es la remoción de sustancias contaminantes a fin de evitar efectos negativos en la calidad de los cuerpos de agua receptores.

La etapa inicial del tratamiento o pretratamiento (del agua residual proveniente de la industria CITRIPEC y de los sanitarios de la misma) se usa para homogeneizar el efluente de la planta, separar grasas y aceites por medio de centrihgación. En seguida pasa el agua por una serie de rejillas formadas por barras metálicas donde los sólidos retenidos pueden ser retirados en forma manual.

Posteriormente se somete a un tratamiento primario que consiste en la sedimentación para separar las partículas suspendidas más pesadas que el agua mediante la acción de la gravedad. Este proceso se basa en la diferencia de gravedad específica

Parque Idustrial San Miguel Km. 79.5 Carretera Federal México-Puebla Calle 2 y Avenida 5. Tel: 9 1 (2) 214-58

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entre el material sedimentable y el agua, por lo que cualquier factor que afecte tal característica afectará la velocidad de sedimentación.

El proceso de sedimentación se propuso considerando que existe combinación de residuos industriales con descarga doméstica. La sedimentación se lleva a cabo en un tanque de sedimentación simple (o sedimentador primario).

Una vez terminado el proceso de sedimentación se somete el agua a un tratamiento secundario que es el proceso complementario de la depuración de las aguas residuales el cual consistirá en un reactor UASB (Reactor anaeróbio de lecho de Iodos).

El concepto UASB se basa en: - Los lodos anaeróbios tienen características de sedimentación superiores si las condiciones fisicas y químicas son favorables. - El lecho de lodos se considera como una fase más o menos fluida con características específicas propias. - El lavado de partículas pequeñas de Iodos liberadas del lecho puede minimizarse con la creación de una zona de sedimentación dentro del reactor, haciendo posible que las partículas de lodos floculen y regresen al lecho de lodos.

La máxima carga orgánica que se alcanza manteniendo altas eficiencias está entre 10-20 Kg DQO/m3 día. El sustrato es degradado en mayor proporción (80-90%), en las partes bajas del reactor debido a la alta concentración de Iodos anaeróbios activos. Por lo que se puede apreciar la parte fundamental de este reactor es el lodo anaeróbio, el cual tiene una actividad específica y muy buenas propiedades de sedimentación.

La retención del lodo en el reactor depende de la capacidad del mismo para aglutinarse formando gránulos. Lo anterior está estrechamente relacionado con las características siguientes. Ca++, naturaleza de la población microbiana, mala floculación de la materia. La expansión de lecho de lodos se incrementa conforme se incrementa la carga hidráulica. Al incrementarse la carga orgánica, la producción del gas también se ve incrementada y esto es un factor crucial en la expansión del lecho de lodos.

La composición del gas identificada para aguas residuales de tipo doméstico e industrial es: 2-4 % de C02, 14-20 YO de N2 y lo demás de gas metano.

El tratamiento anaeróbio de las aguas residuales es un proceso mediante el cual es degradada la materia orgánica y/o inorgánica por medio de microorganismos, principalmente bacterias en ausencia de oxígeno (anaerobiosis).

Este sistema degrada con mayor eficiencia la materia orgánica, produciendo una mezcla de gas, llamada biogas, compuesto de metano (60-70%), C02 (30-40 %) y trazas de ácid0 sulfidrico e hidrógeno.

La biodegradación de la materia orgánica en forma anaeróbia se resume:

Fuente: (Ramírez, C., 1991).

Básicamente la degradación anaeróbia en los digestores anaeróbios procede de tres etapas (Guyot, J.P., 1992): 1 - Primera etapa de hidrólisis y fermentación


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2- Segunda etapa de acetogénesis 3- Tercera etapa de metanogénesis

Ver Figura 1.

Primera etapa: Hidrólisis y fermentación. En esta etapa se inicia el fenómeno de digestión anaeróbia. Los polimeros

celulares como la celulosa, la pectina, las proteínas, etc., o compuestos de mas bajo peso molecular (aminoácidos, sacáridos, lípidos, compuestos aromáticos, etc.) son transformados por hidrólisis y fermentación en ácidos carboxílicos, alcoholes, hidrógeno y bioxido de carbono. Los ácidos carboxílicos producidos son principalmente ácidos grasos volátiles: acetato, propionato, n-isobutirato y n-isovalérico. Segunda etapa: acetogénesis.

Durante la acetogénesis, los productos de fermentación producidos en la primer etapa son convertidos en acetato, hidrógeno y dioxido de carbono por un grupo de bacterias acetogénicas productoras obligadas de hidrógeno. La particularidad de estas bacterias reside en que las reacciones que realizan son inhibidos por el hidrógeno que producen, es necesario entonces que éste no se acumule en el medio.

Tercera etapa: metanogénesis. Esta etapa, la Última en el proceso de la degradación anaeróbia de la materia

orgánica, y es llevada a cabo por el grupo de las bacterias metanogénicas y tienen una velocidad de reproducción más lenta que las bacterias acetogénicas, ocasionando la acidificación del sistema del tratamiento, siendo esto a su vez una limitación del tratamiento pues disminuye su eficiencia.

En general, el proceso anaeróbio se diseñó con dos fines: una productividad alta de metano (m3 de CH4/m3 de reactor día) con fines de aprovechamiento energético del desecho, o una elevada eficiencia de remoción de la materia orgánica con fines de control de la contaminación (Monroy, 1992).

Por último, el agua se somete a un tratamiento terciario para lograr un mayor grado de calidad del agua, para remover sustancias sustancias orgánicas e inorgánicas disueltas como metales pesados y sales minerales que no se eliminarón con el tratamiento anaerobio por loc cual se propone un segundo tratamiento en un reactor aerobio; para posteriormente hacer una desinfección con cloro adicionándoselo al agua en forma de sales de hipoclorito, ya sea hipoclorito de sodio (NaOCI) o hipoclorito de calcio (Ca(OC1)2 eliminar la materia orgánica el agua resultante se puede utilizar para sanitarios e inclusive dando un tratamiento más sofisticado puede volverse a emplear en el proceso.


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I. ESTIMACION DE LA INVERSION FIJA Y CAPITAL DE

Para llevar a cabo la realización de un proyecto se requiere

TRABAJO.

asignar una cantidad de recursos que se pueden agrupar en dos grandes grupos: a) los que se requieren para la adquisición e instalación, y b) los requeridos para la operación de la misma.

Los recursos necesarios para la adquisición e instalación de la planta constituyen la inversión fija del proyecto, y los que requiere la operación de la planta, una vez de la puesta en marcha integran el capital de trabajo.

A. INVERSION FIJA.

La inversión fija comprende el conjunto de bienes que no son motivo de transacciones corrientes por parte de la empresa. Se adquieren generalmente durante la etapa de instalación de la planta y se utilizan a lo largo de su vida útil

Los rubros que integran la inversión fija se suelen clasificar en tangibles e intangibles; entre los primeros están la maquinaria y el equipo, que están sujetos a depreciaciones y a obsolescencias, y el terreno que no lo está, mientras que en los segundos se encuentran las patentes y los gastos de organización que se amortizan en plazos convencionales.

Para determinar la inversión fija se recurrió al uso de factores, en base al costo total del equipo de proceso; el valor de los factores depende del estado fisico de las materias primas y los productos que se manejan en la planta, en nuestro caso corresponde al grupo de sólidos y líquidos.(Soto R. H. et al)

Los costos del equipo principal heron obtenidos de las asesorías técnicas de los siguientes proveedores: - Impulsora Internacional de Maquinaria , S.A. de C.V. ( Gerente de Ventas: Lic. Carlos Reyes Charleston ). - Grupo Mapisa-Polinox

I Equipo costo ( $ ) Molino de discos I 320.000.00

Banda Transport.-Lavadora 87,000.00 Prensa Hidráulica

125,000.00

I Reactor de extracción 1. 1 250.000.00 I

Parque Industrial San Miguel Km. 79.5 Carretera Federal MBxico-Puebla Calle 2 y Avenida 5 . Tel: 91 (2) 214-58

C m R P E C

En base al costo total del equipo de proceso se calcularon los siguientes rubros de la inversión fiia:

t Transporte Gastos de instalación I 1,680,000.00

1,680,000.00

Tuberías

840.000.00 Instalaciones eléctricas 840,000.00 Instrumentación

1,680,000.00

Aislamientos 280,000.00 1 Edificios y servicios 1,680,000.00

Costo fisico de la planta

3.360.000.00 Irnorevistos 3,640,000.00 Ing. y supervisión Constr.

16,800,000.00

Servicios auxiliares Generador de vapor*

1,680,000.00 260,000.00

I Terreno* * I 26200.000.00 I Obra civil (Construcción)** I 2,400,000.00

TOTAL 42,620,000.00 * Los costos de estos rubros fueron proporcionados por los proveedores antes mencionados. ""Los costos del terreno y la construcción proceden directamente del Parque Industrial San Miguel (antes llamado San Martin Texmelucan), Puebla (1996).

Por tanto, el total de la inversión fija es de $42,620,000.00.


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B. CAPITAL DE TRABAJO.

Se llama capital de trabajo a los recursos económicos que utilizan las empresas para atender las operaciones de producción, distribución y venta de los productos elaborados.

En la industria manufacturera no basta contar con los equipos e instalaciones para tener producción, es preciso mantener un inventario de materias primas, repuestos y materiales diversos en almacén, así como productos para distribución, recursos para financiar las cuentas por cobrar, y efectivo en caja para hacer frente a pagos y gastos de operación.

La suma de inversión fija y capital de trabajo representa la inversión total del proyecto.(Tabla B).

Tabla B. Capital de trabajo.

1997 200 1 2000 1999 1998 Activo circulante Cajas y bancos

INVENTARTOS 2,897,298 2,376,542 2,051,588 1,706,939 1,431,963 Cuentas por cobrar * 8,649,332 6,990,668 6,008,077 4,949,137 4,111,504

Capital de trabajo = Activo circulante - Pasivo circulante 1 1997 I 1998 1 1999 1 2000 I 2001 I

I Capital de trabajo I 6,819,966 I 8,249,219 I 10,957,02 I 11,585015 I 14,280,74 I 30 dias del costo de produccion 30 dias del valor de las ventas 30 dias del costo de materias primas y otros materiales 2 1 dias del costo directo de produccion 7 dias del costo directo de produccion 30 dias del gasto de materia prima y otros materiales

2,4 y 5 ) Se supone que costo de lo vendido = costo de manufactura. h

Años

335,092 1,436,111 2,051,588 24,619,056 1999 278,799 1,194,857 1,706,939 20,483,265 1998 233,387 1,002,374 1,431,963 17,183,558 1997

CostoI7 días Costo/2 1 días Costo/mes Costolaño ~~

2000 473,225 2,028,108 2,897,298 34,767,575 r 200 1 388,168 1,635,579 2,376,542 28,518,505


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cmumc 1) Cajas y bancos. Asignando 10 - 20 % del monto total invertido en inventarios y cuentas por cobrar (Baca U., 1989). Para efecto del proyecto se asignará un 15 % del monto total.

Años I Monto total I Monto Total + 15 YO 1997 3,575,221 I 4, 11 1,504 1998 1999

4, 949, 137 4, 949, 137 6,008, 077 5,224,415

2000 200 1

6,990, 668 6,078, 842 8, 649,332 7, 521, 158

a) Recursos económicos que se requieren para la puesta en marcha de la planta industrial productora de pectina de bajo metoxilo amidada.

Para determinar el capital de trabajo es necesario hacer algunas consideraciones como:

1 .- Inventario de materias primas.

a. Capacidad de operación de la planta. (Tabla 1 .a)

La capacidad de operación inicial y final de la planta productora de pectina de bajo metoxilo se determinó haciendo una proyección de la demanda existente por el producto antes mencionado. Con los datos obtenidos a partir del estudio de mercado realizados previamente; para la realización de dichas proyecciones se eligió un escenario intermedio con una tendencia lineal que considera una estabilización en los precios y disminución en la inflación (periódico EL FINANCIERO, 15 de abril de 1996) y para determinar el porciento de crecimiento se hizo teniendo como referencia la cantidad inicial de arranque de la planta y su máxima capacidad calculada en base a la demanda, obteniéndose un 7% de crecimiento anual.

Tabla 1 .a. Capacidad de operacion de la planta I CONCEPTO 1997 1 1998 1999 I 2000 200 1

Volumen de prod. (Todaño) 302,600 264,500 230,202 200,237 173,000 Precio de venta ($/Ton)

118 111 104 96 89

b. Lapso requerido para el suministro

Para esta tabla se considera el precio y cantidad de materia prima requeridas para el proceso y el lapso para el suministro. En primer lugar se considera la cáscara que se deberá comprar cada día ya que no puede guardarse por periodos largos, ni aún tratándose de cáscara deshidratada.

Posteriormente las otras materias primas se comprarán cada semana.


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........ ........ .......

Tabla 1 .b. Lapso requerido para el suministro

Qlseman

Qlaño 1,045

Llaño 516,823

NH40H Q/seman

/año

TOTAL $/año

76,324 I 23 I

3,663,55 I 1,115

z 4,810

-7- I 9681,110

I

3,867 1,160,22 1,322

94,340

5,945

285,346

ll 12,042,18

1999 ZOO0 2001 P (9 Q (Ton) P ($) Q (Ton) P ($)

12,414

5,595,85 1,279 6,870,37 1,373 8,436,18 3 8 2

I I I I

160,418 I 12,999 I 181,989 I 14,154 I 240,627 7,700.08 1 623,963 18,735.48 1 679,419 I 11,550,l

61 71 29 I I I I

7,347 2 9,0211 2 11,079 I I I I

352,660 1 105 I 433,034 I 112 I 531,787 I I I I I I I I

15,096,18 17,813,93 6

22,676.59 7 8

c. Disponibilidad de la materia prima por parte de los proveedores. (Tabla 1 .c.)

En cuanto a la disponibilidad de la materia prima principal para el proceso no habrá mucho problema, dado que aunque la producción de cítricos disminuye en los periodos primavera-verano, siempre habrá la cantidad disponible para procesar; por otro lado, con lo que respecta a las otras materias primas no existen limitantes puesto que no están sujetas a periodos estacionales ni a cambios climatológicos, por lo tanto, se tendrá disponible la cantidad reportada en la Tabla 1 .b.

-Cáscara: por parte Jugomex, disponibilidad inmediata de la cantidad requerida. -Para el caso de sustancias químicas, disponibilidad 15 días después de hacer el

pedido (J.T. Baker) y con entrega inmediata por parte de Alquimia.

Tabla 1 .c.

Alcohol 11,550,l 679,419 8,73578 623,963 7,700,08 592,314 6,068,31 551,665 4,868,13 516,823 isoprólico 9

105 352,660 98 285,346 91 230,868 86 NH40H Llaño

7 6 8

433,034 1 12 53 1,787 Q/año

* 29

TOTAL ($/año)

12,042.18 9,681,110 15.096.18 3 6

17,813.93 7

22,676.59 8

Parque Industrial San Miguel K m . 79.5 Carretera Federal México-Puebla Calle 2 y Avenida 5. Tel: 91 (2) 214-58

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d. Diversidad de fhentes de suministro. (Tabla 1 .d.)

En ésta tabla únicamente se hace referencia a la cantidad de cáscara a procesar para la obtención de pectina puesto que sería una de las limitantes. Para este caso específico se encuestó a algunas fábricas productoras de jugos para poder elegir nuestro proveedor entre de estas y la variable a considerar es el precio. En cuanto a la cantidad, no existirá problema dado que son miles de toneladas las que se desechan como residuos industriales, y la cantidad requerida para la extracción de pectina de bajo metoxilo amidada por día es tan pequeña comparada con los ya mencionados residuos de cáscaras y producción de cítricos por lo tanto se tendrá materia prima disponible.

Tabla 1 .d.

e. Volúmenes mínimos económicos de adquisición.

-Cáscara: hasta un kilogramo con el precio base de $700/tonelada. -Acid0 nítrico: 70 kilogramos (a $2.60 el kilogramo más 15% de IVA). -Alcohol isopropílico: 200 litros (a $6.95 el litro más 15% de IVA). -Hidróxido de amonio: 50 kilogramos (a $2.00 el kilogramo más 15% de IVA).

Para efecto del proyecto el inventario de materias primas considerará el consumo durante un mes de operación de la planta 'I CITRIPEC I'

Tabla 1.e. Concepto 2001 2000 1999 1998 1997

Q (Ton) P ($)

1484494 125801 1 1003515 806759 $/mes Q/mes

36086 9 29388 8 23779 7 19239 7 NH40H Qlmes Isopropil

962510 56618 727957 51997 641669 49359 505693 45972 404845 43868 Alcohol ~ Qlmes

703015 114 572531 106 466321 100 377358 93 305296 87 HN03 Qlmes

179875 125 147918 117 120632 110 96685 101 77379 94 Cáscara P ($) Q (Ton) P ($) Q (Ton) P ($) Q (Ton) P ($) Q (Ton)

9

1889716

44315


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11. ESTIMACION DE COSTOS Y PRESUPUESTOS DE OPERACION.

Para determinar la rentabilidad del proyecto Obtención de pectina de bajo metoxilo amidada a partir de la cáscara de frutos cítricos se requiere por un lado, calcular los presupuestos de ingresos empleando para ello los volúmenes y precios de venta obtenidos del estudio de mercado realizado previamente, y por otro lado estimar los presupuestos de egresos utilizando las cifras de volúmenes y precios de los insumos necesarios para la operación de la planta .

Esos valores permitirán, a su vez, hacer pronósticos del costo unitario de producción y obtener los presupuestos de las unidades derivables de la operación de la planta, así como estimar algunos coeficientes que servirán para llevar a cabo la evaluación del proyecto.

A. PRESUPUESTO DE INGRESOS.

Son todas las entradas monetarias obtenidas por las ventas de producción. Para la realización de la Tabla 5 se empleó un escenario que postula:

-Crecimiento sostenido de la economía, con estabilidad de precios; con é1 es posible amortiguar la insuficiencia de ahorro interno en la economía. -El ahorro interno en el contexto de la permanencia del TLC, que es uno de los impulsores importantes de la actividad productiva y anticipa un crecimiento gradual impulsado por una industria volcada en el mercado externo e inversiones privadas.

Para la realización del presupuesto de ingresos, se tomó como base el Indice de Precios al Consumidor para el Sector Manufacturero de 1995 que es de 158.057, el cual, por análisis del escenario anteriormente propuesto para efectos del proyecto se observa que el IPC se ve afectado por factores tales como la inflación, fluctuaciones en tasas de interés, tipo de cambio, sistema impositivo, múltiples operaciones de inversión, varias operaciones de financiamiento, etc. donde se hace necesario establecer un periodo de planeación dentro del cual sea posible hacer proyecciones y poder tomar decisiones a fbturo.

Además, se tomaron en cuenta las proyecciones de inflación publicadas en el FINANCIERO proyectadas de 1996 a 2000, por lo cual se hizo una estimación de la inflación para el año 2001 en función a la tendencia descendente que es de aproximadamente 3% anual (* valor reportado en EJECUTIVO DE FINANZAS, año XXIII, número especial, 1994), por lo que las proyecciones de inflación son:

1996 2001 * 2000 1999 1998 1997 Inflación

A continuación se presenta la tabla relacionada con los ingresos, la cual es función *Dato proyectado

14.4 14.9 15.1 15.8 17.3 24.8

del volumen de adquisición (establecida por el balance de materiales) y del precio de venta.


@

CITRIrnC

Tabla 5. Presupuesto de ingresos. I 1997 I 1998 I 1999 1 2000 1 200 1 Vol. de producc. (Todaño) Precio de venta ($/Ton) I 173,000 I 200,337 I 230,202 I 264,500 1 302,600

89 I 96 I 104 1 111 I 118

1 Ingresos ($/año) I 15,397,000 I 19,332,352 I 23,941,008 I 29,359,500 I 35,706,800 1

B. PRESUPUESTO DE EGRESOS.

Los volúmenes de producción anual junto con los balances de materia y energía sirven de base para estimar los presupuestos de egresos en los primeros años de producción de la planta productora de pectina. Para ello se multiplican los volúmenes anuales de producto por los consumos unitarios, y luego por los costos unitarios de los insumos que intervienen en la elaboración del producto, obteniéndose los costos variables de operación. A estos se le suman los cargos fijos de inversión y de operación para obtener los costos de fabricación.

1 .- Los costos variables de operación son los que están involucrados directamente en la elaboración y venta del producto, por lo que varían con el volumen de producción, estos costos se derivan del pago de materias primas y reactivos del proceso, mano de obra de operación, servicios auxiliares, mantenimiento e higiene y seguridad.

Tabla 6. Costos variables de operación. I 1997 1998 1999 2000 200 1 Materias primas

19 555.818 17.094.454 14.877.685 12.925.770 Servicios auxiliares 11.162.003 443,752 434,925 426,003 397,467 361,175 Mano de obra directa

22,676,598 17,813,937 15,096,189 12,042,183 9,681,110

Mantenimiento

50 734 128 42.387~074 36.530.216 30.691.474 25.715.115 TOTAL 1,051,039 918,752 799,6 10 694,703 5 11,440 Higiene y seguridad 7,006,921 6,125,006 5,330,729 4,631,351 3,999,387

a) MATERIAS PRlMAS Y REACTIVOS DEL PROCESO. El costo de materias primas se determinó tomando en cuenta su precio de

adquisición, consumo por tonelada de pectina y el volúmen total de producción previsto. Estos costos incluyen el transporte desde el lugar donde se producen hasta la planta CITRIPEC ( localizada en el parque industrial San Miguel, antes San Martin Texmelucan, Puebla).

El consumo de la materia prima y de reactivos por kilogramo de pectina se derivaron del balance de masa.


@

CI@t?QW

I 2001 I 1,500 I 2.1 58.500 I 1.373 1 8.436.182 I 679.419 I 11.550.129 I 112 I 531.787 1

b) MANO DE OBRA DE OPERACION.

nivel de preparación y su grado de especialización variará de acuerdo a la naturaleza del proceso de producción y la capacidad de operación.

El costo de la mano de obra se obtuvo multiplicando los salarios de cada uno de los niveles del personal de operación por el número de elementos que se requieren a cada nivel. El salario corresponde al área geográfica C, ya que la planta está ubicada en el Estado de Puebla.

El número de técnicos y operarios requeridos para la operación de la planta, su

Tabla 6.b. Mano de obra directa.

*Para obtener la cantidad total a pagar por año de los salarios, se tomó como base el Indice de Salarios proyectados por CIEMEX-WEFA en diciembre de 1995, los cuales están estimados hasta el año 2000, por lo que para obtener el IS para el aiio 2001, fue en función de la tendencia de dichas proyecciones (INTERNET, Indicadores macroeconómicos).

c) SERVICIOS AUXILIARES. El costo de los servicios auxiliares, como agua, teléfono, gas, energía eléctrica

entre otros, son fbnción del proceso de la localización de la planta y del volúmen de producción de pectina de bajo metoxilo. El parque industrial donde estará ubicada la planta, cuenta con los servicios ya mencionados, por lo que es de ahí de donde se obtuvieron los precios de los servicios, los cuales se proyectaron de acuerdo a las cantidades requeridas para la planta CITRIPEC y con el Indice de Precios al Consumidor del sector manufacturero, mencionado anteriormente.

Tabla 6.c. Servicios auxiliares I

Parque Industrial San Miguel Km. 79.5 Carretera Federal México-Puebla Calle 2 y Avenida S . Tel: 91 (2) 214-58

m ....... ..,..... .,..... .:.:.:. .... . <.un) .... .... . ..... .... .:.:.:.: .... ... .... ... ... CITQLIrnC

d) MANTENIMIENTO, HIGIENE Y SEGURIDAD. Para que la planta CITRIPEC opere eficientemente se efectuarán gastos para su

mantenimiento, cuyo monto dependerá de las condiciones de operación, de los materiales manejados, del translado de partes de equipos, de las características de las materias primas y reactivos del proceso, y sobre todo de la intensidad de operación de la industria.

Dentro de los implementos que integran la higiene y seguridad que son necesarios para operar con eficiencia la planta y donde se incluyen los artículos de limpieza y aseo de los operarios.

Tabla 6.d. Mantenimiento, higiene y seguridad. COSTO ($/Año)

SERVICIO 7,006,921 6,125,006 Mantenimiento 1 3,999,387 I 4,631,351 1 5,330729

200 1 2000 1997 I 1998 1 1999

1 Higieney seguridad I 511,440 I 694,703 1 799,610 I 918,752 1 1,051,03q ~ ~~

2.- Los cargos fijos de inversión son una consecuencia de la inversión fija y por lo tanto, tienden a permanecer constantes, independientemente del volumen de producción. Los más importantes son depreciaciones y amortizaciones, impuestos sobre la propiedad, seguros sobre la planta.

Para calcular la depreciación y la amortización se utilizó el método lineal, considerando las tasas autorizadas por la Ley del Impuesto Sobre la Renta (Prontuario Fiscal Correlacionado, 1996).

a) DEPRECIACION. La disminución en el valor de los activos fijos de la planta durante su vida útil se

denomina depreciación. Con el uso, en el tiempo los bienes tangibles valen menos; es decir, se deprecian.

Las tasas de depreciación son establecidas por las dependencias fiscales de cada país, ya que afectan el monto de las utilidades gravables.


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1 Tasa de depreclación 20% ( Soto R., H., et. al. ) 2 Accesonos ( Tuberías, mstnunentación, aislamiento, instalaciones eléctricas ). 3 Obra clvil y costo fisico de la planta 4 Servlclos auxiliares ( Subestación eléctrica, planta de emergencia, tanque para combustible )

b) AMORTIZACTON. El término amortización significa el cargo anual que se hace para recuperar una

inversión; sólo se aplica a los bienes intangibles. Junto con la depreciación representa un costo que debe ser incluido en la estimación de los egresos.

Las tasas de amortización también son establecidas por las dependencias fiscales de cada país.

TABLA 7.b

1) IO % de la lnverslón f i ja 2) 65 % del costo total del equlpo de proceso

4) Suma de los valores de rescate de depreciación y amortización ( Baca U , G ) 3) 60 O h del costo total del equlpo de proceso ( Soto. R., H., et. al. )

c) IMPUESTOS SOBRE LA PROPIEDAD. El monto anual de los impuestos sobre la propiedad depende de las leyes fiscales

vigentes en el lugar donde se proyecta localizar la planta. En algunos lugares estos impuestos alcanzan un nivel del 4% anual sobre el valor de la inversión fija, como sucede en áreas urbanas de algunos países, reduciéndose a tasas de 1 a 2 % anual en zonas poco desarrolladas; encontrándose también áreas que se desea desarrollar industrialmente, en donde se exime a las empresas del impuesto sobre la propiedad por un periodo hasta de cinco años. Para propósito de este proyecto el impuesto sobre la propiedad se obtuvo aplicando el 1% sobre el costo del terreno. El cálculo de proyecciones se realizó en base al P C del Sector Manufacturero, considerando los pronósticos de la inflación.Tabla 7.c.

d) SEGUROS SOBRE LA PLANTA. Para proteger la inversión en una planta industrial, ésta se suele asegurar, a un

costo que varía de acuerdo con el nivel de riesgo que represente su operación y con la disponibilidad de medios de protección. Este costo suele representar un egreso anual del orden de 1 % de la inversión fija. El cálculo de proyecciones se realizó en base al IPC del Sector Manufacturero, considerando los pronósticos de la inflación. Tabla 7.c.

TABLA 7.c Concepto

Impuesto S/ Propiedad 2,000.00 Seguro

4,100.00 3,600.00 3,100.00 2,700.00 2,400.00 Valor ($) 2001 2000 1999 1998 1997

S/ planta 880,000.00 770,000.00 670,000.00 580,000.00 500,000.00 426,200.00


@

cmR--mc

3.- Los cargos fijos de operación son los necesarios para coordinar los servicios de nuestra planta como son, laboratorios para investigación y desarrollo, servicios de comedor, vigilancia y ante todo el tratamiento de efluentes, los cuales se presentan proyectados en la Tabla 8. Tabla 8. Cargos fijos de operación. I SM (96') I COSTO (WAÑO) PERSONAL 1 ($/DIA) I # SM I 1997 I 1998 1 1999 I 2000 I 2001 Laboratorista

29.864 29.270 28.670 26.750 24.308 2 29.80 Cocinero 23,799 23,326 22,848 21,318 19,372 2 23.75 Ofíciales 60,131 58,935 57,726 53,859 4,895 4 30.00

Velador Aux. de control de calidad I 29.68 I 2 I 24,209 I 26,641 I 28,554 I 29,152 I 29,744

26.00 I 11 10,604 I 11,669 1 12,507 I 12,769 I 13,028

Limpieza Mensajero

45,599 44,692 43,775 40,843 37,114 4 22.75

7,306,765 6,039,683 4,967,404 4,004,555 3,182,513 --- "" TOTAL 7,093,200 5,830,366 4,762,380 3,813,264 3,052,732 --- "" Tratamiento de agua

11,400 11,173 10,944 10,211 9,279 1 22.75

4.- Los gastos generales son los gastos necesarios para hacer llegar el producto (pectina de bajo metoxilo) al mercado de consumo, dentro de los cuales se encuentran los gastos administrativos, los gastos de distribución y venta y los gastos financieros. Los gastos para investigación y desarrollo no se ponen en este rubro ya que están considerados en los cargos fijos de operación. a) GASTOS ADMINISTRATIVOS.

Este tipo de gastos se obtienen por concepto de sueldos de personal de administración. Los salarios se obtuvieron de acuerdo a la zona donde se montará la planta CITRIPECT, que corresponde al área geográfica C correspondiente al Estado de Puebla, proporcionados en la Secretaría de Economía del ya mencionado estado.

Tabla 9.a. Gastos administrativos.

PERSONAL, 1997 ] 1998 1 1999 1 2000 I 2001 ## SM (WDIA) SM(96') COSTO ($/AÑO)*

, ~ , -_1,298 30,330 30,965 31,627 Gerente de planta 92.35 I 1 I 37,665 I 41,449 44,425 45,355 46,325 Gerente de producción I 63.05 I 1 I 25,714 I 28,298 1 30,330

31,627 30,965 Gerente de operación I 63.05 I 1 I 25,714 1 28,298 I 30,330 31,627 30,965

Gastos de oficina

204,436 198,799 184,742 167,423 "_ TOTAL "_ 14,386 14,085 13,796 12,872 11,697 1 28.68 Aux.de contador 15,139 13,234 11,518 10,007 8,642 "_ "_

210,429 *Los salarios del personal se estimaron con el Indice de Salarios proyectado por CIEMEX-WEFA en diciembre de

-~

1995 (INTERNET, Indicadores macroeconómicos). . .

b) GASTOS DE DISTRIBUCION Y VENTA.

de compradores y por el volumen adquirido por cada uno de ellos. Los gastos de distribución y venta varían con el tipo de producto, con el número


m .. ........ .... ....... _..... .... ... @ "" .... .... ........ ........ .... ... ... ... ... CImP-EC

En este tipo de gastos se encuentra el personal de ventas a los cuales se les incluye el pago por comisión; además, dentro de este rubro heron clasificados los viáticos y las representaciones.

Tabla 9.b. Gastos de distribución y venta. SM(96') COSTO TOTAL. ($/AÑo)*

PERSONAL 20,510 20,101 19,689 18,370 16,693 1 40.93 Jefe de ventas 200 1 2000 1999 1998 1997 # SM ($/DIA)

1 Agente de ventas 30.00 I 3 I 36,706 I 40,394 I 43,394 I 44,200 [ 45,097 I Viáticos y representaciones I 63.05 I --- I 16.464 I 18.118 I 19.419 I 19.826 I 20.228 TOTAL "- I 69,863 I 76,882 I 82,402 I 84,127 1 85,835 "Los salarios del personal fueron estimados con el Indice de Salarios proyectados por CIEMEX-WEFA en diciembre de 1995 (INTERNET, Indicadores macroeconómicos).

c) GASTOS FINANCIEROS. Para facilitar la realización de este proyecto se requerirá de recursos económicos,

los cuales serán obtenidos por otorgamientos de créditos bancarios y mediante recursos aportados por inversionistas.

Las instituciones de préstamo como NAFTNSA cuentan con un monto máximo del 30% sobre la inversión fija de nuestro proyecto y el restante 70% serán proporcionados por los accionistas de la empresa.

NAFINSA presta a una tasa de interés del 19% anual con un plazo de pago de cinco años, con un periodo de gracia de un año.

Tabla 9.c. Gastos financieros.

Total adeudo = Monto + Interés.

cada uno de los cinco años. Pago = Pago de intereses ( i = 19 % ) y una parte proporcional del Principal ( 20% cada año) al final de

Tabla 9.d. Gastos Generales

Gastos Adm. 167,423.00

financieros 494,000.00 988,000.00 1,482,000.00 1,976,000.00 2,470,000.00 Gastos

y venta 85,835.00 84,127.00 82,402.00 76,882.00 69,863.00 Gastos distr.

210,429.00 204,436.00 198,799.00 184,742.00 1997 200 1 2000 1999 1998

I I I I Total I 2,707,286.00 1 2,237,624.00 [ 1,763,201.00 I 1,276,563.00 1 790,264.00

. . ~ ~ _". - -


@

c .mPw

de operación Gastos 1,763,201.00 2,237,624.00 2,707,286.00 Generales Total 10,860,065.00 10,281,239.00 9,848,559.00

Tabla 9.f. Earesos

4,229,960.00 4,340,460.00

6,039,683.00 7,306,765.00

1,276,563.00 790,264.00

11,546,206.00 12,437,489.00

~~~~~

1997 200 1 2000 ~ 1999 1998 costos variables

50,734,128.00 42,387,074.00 36,530,216.00 30,691,474.00 25,715,115.00

Costos fijos I 9,848,559.00 I 10,281,239.00 I 10,860,065.00 1 11,546,206.00 I 12,437,489.00 Egresos I 35,563,674.00 1 40,972,713.00 I 47,390,281.00 1 53,933,280.00 [ 63,171,617.00

Estado Proforma de Pérdidas y Ganancias.

La finalidad del análisis del estado de resultados o de pérdidas y ganancias es calcular la utilidad neta y los fijos netos de efectivo del proyecto. La situación económica en sus primeros años de operación para lo cual es necesario preparar Balances y estados Proforma de pérdidas y Ganancias que incluyen básicamente los siguientes rubros. - Valor de las ventas netas - Costo de lo vendido - Utilidad neta por ventas - Gastos generales - Gastos financieros - Utilidades antes de impuestos - Participación de utilidades al trabajador - Utilidades netas

El valor de las ventas netas se obtienen multiplicando el volúmen de evntas por el precio de venta.

El costo de lo vendido = C del costo de manufactura del volúmen total de producción =

costo de lo producido + el incremento o reducción en el vaor de los inventarios de productos.

Utilidad neta por ventas = valor de ventas netas - costo de lo vendido

Parque Industrial San Miguel K m . 79.5 Cametera Federal México-Puebla Calle 2 y Avenida 5. Tel: 91 (2) 214-58

(yq-i-@IrnC ....... ..... @ ../... i...... ........ ../.... ....... ....... .....

Utilidad de operación = Utilidad neta por ventas - ( Gastos de ventas, gastos administrativos, gastos financieros ).

Utilidad antes de impuestos = utilidades de operación + productos financieros obtenidos al invertir las reservas de la empreas en valores.

- Las utilidades netas, o utilidades por distribuir, se calculan restando a las utilidades gravables tanto los impuestos que sobre dichas utilidades señalen las leyes hacendarias del país.

Tabla 10.a. Estado Proforma de Pérdidas y Ganancias. ' Concepto 1997 1998 1999 2000 200 1 Ventas netas

34,767,575.00 28,518,505.00 24,619,056.00 20,483,265.00 17,183,558.00 Costo de lo 35,706,800.00 29,359,500.00 23,941,008.00 19,332,352.00 15,397,000.00

impuestos

RUT ( 10%)' - - - - ISR (34%) -50,647.00 -287,475.00 -(-1,611,224.00) -(-1,152,103.00) -(-1,527,907.00)

14,896.00 UTILIDADES

' Estimado como un 10 % de las utilidades antes de impuestos y es una obligación otorgarla a partir del quinto año de operación. NETAS

83,418.00 -287,475,OO -1,611,224.00 -2,236,434.00 -2,965,937.00

Se observa en la Tabla 10.a. que se empiezan a tener utilidades hasta el quinto año, lo cual es un indicativo, que la producción inicial de pectina de bajo metoxilo amidada debe ser mayor.

Flujo Neto de Efectivo.

Es una cantidad que se usa en la evaluación económica. Mientras mayores sean, mejor será la rentabilidad económica de la empresa o del proyecto de que se trate. Se . .


m .". ".. -...... .... .... .... ... @ .... ....

..:.:.:.. .... .... ........ .... ... ... ... ..... CITRIrnC

Los FNE reales de un proyecto en marcha sí contienen los montos de depreciación y amortización, pues en realidad sí representan dinero sobrante, pero se discute el hecho de que en la evaluación económica se inflen los FNE con dinero no proveniente de las operaciones propias de la empresa, sino con el proveniente de la vía fiscal; ésto es, si no se sumaran los cargos de depreciación y amortización a los FNE, éstos serían menores, y lo mismo ocurriría con la rentabilidad del proyecto.

Balances Generales Proforma. Contienen los rubros que constituyen, por un lado, los activos de la empresa;

propiedades y derechos que adquiriría, en caso de que se Ileváse a cabo el proyecto, y por otro los pasivos de la misma, es decir, las obligaciones financieras que contraería a través de préstamos. AsÍ mismo, éstos contienen los rubros que dan origen al capital contable.

I.- Activos de la empresa. Los activos de la empresa son de 3 clases: a) Activo circulante b) Activo fijo c) Otra clase de activos

a) Activo Circulante. Estará constituido por aquellos bienes y recursos que son o pueden convertirse

fácilmente en efectivo a través de las operaciones de la empresa y está constituido por los siguientes conceptos:

i) Efectivo en caja y bancos ii) Monto de las cuentas por cobrar iii) Valor de inventarios.

b) Activo Fijo Estará formado por aquellos bienes fisicos que se utilizarán en las actividades

productivas y comerciales de la empresa It CITRIPEC Los bienes que forman el activo fijo son los siguientes: i) Terreno ii) Edificio y construcción iii) Maquinaria y equipo iv) Equipo de transporte v) Equipo de oficina, laboratorio, etc.

c) Otra clase de activos. Existen algunos rubros que forman parte de la inversión fija, pero no forman parte

del Activo fijo. Tal es el caso de permisos, patentes y marcas, que se engloban en el rubro de otra clase de Activos. Estos Activos se amortizan en periodos convencionales. 11. Pasivos de la empresa.

Los pasivos de la empresa son de 2 clases: a) Pasivo Circulante.- Estará Constituido por aquellas deudas que la empresa

i) Créditos bancarios a corto plazo" ( Créditos de habilitación o avío para capital de trabajo).

deberá pagar en un lapso no mayor de un año e incluye:


m .... .... .... .... ... @ .... .... .... .... .... .... ... .... .... .... .... .... ... .... ... ..... CITRIrnC

ii) Crédito de proveedores de insumos. iii) Impuestos.

b) Pasivo fijo.- Estará integrado por las deudas que contraiga la empresa con instituciones bancarias o financieras ( NAFINSA ) y proveedores de maquinaria y equipo, con motivo de la adquisición de activos fijos. 111. Capital Contable.

contingencias o reinversión, más superávit o el déficit. Tabla l0.b. Balance General Proforma.

Constituido por aportaciones efectivas de los socios, más las reservas legales para

Periodo de Operación 1997 1998 1999 2000 200 1

CIAPITAT.

- I - -

"""_I I I I I I 1 Transporte, tuberías, instrumentación, instalaciones eléctricas, aislamientos, edificios y servicios, ingeniería y supervisión de construcción, servicios auxiliares y obra civil. 2 Gastos de instalación. 3 Gastos administrativos y gastos de distribución y ventas.


m .... .... .... .... .... .... .... @ .... .... .... .... .... .... ....... .... ...I CITRlrnC

.....

La Tabla 10.b. muestra una discrepancia de los valores, tal vez por exceso de consideraciones que finalmente generaron confusiones. Por lo tanto, no se logró conocer la relación entre la participación de los acreedores y la participación de los socios.

Punto de Equilibrio.

El análisis del punto de equilibrio es una técnica útil para estudiar las relaciones entre los costos fijos, los costos variables y los beneficios.

El punto de equilibrio es el nivel de producción en el que son exactamente iguales los beneficios por venta a la suma de los costos fijo y costos variables. Con el punto de equilibrio se se puede calcular con mucha facilidad el punto mínimo de producción al que debe operar la planta, para no incurrir en pérdidas, sin que ést0 signifique que aunque haya ganancias, éstas sean suficientes para hacer rentable el proyecto.

Valor presente neto (VPN).

Es el valor monetario que resulta de restar la suma de los flujos netos de efectivo a la inversión.


m *..... ....,... ....... ..:::::. ....... (;;;;;, ... . _. . . ... .... : ...... .... ....... ... ..:.:. CITRIrnC

Parque Industrial San Miguel Km. 79.5 Carretera Federal México-Puebla Calle 2 y Avenida 5. Te]: 91 (2) 214-58

(jp& ........ .....L. L..... ........ . _...... ...L.. ....... ...-.. (--Tqlmc @ ....... ....... .....

Es la tasa de descuento ( i ) que hace que el VPN sea igual a cero.

Es la tasa que iguala la suma de los flujos descontados a la inversión. El cálculo de la TIR se realiza mediante un método prueba y error, ya que se van

suponiendo diversas tasas de rentabilidad y estimando los valores presentes netos correspondientes, hasta que se encuentra una rentabilidad que genera un valor presente neto igual a cero. Dicha rentabilidad corresponde a la tasa interna de rendimiento del proyecto.

CITR.rnC @

........ .... .... ........ ... ..... ........

....... :.:.:.:

Análisis de sensibilidad. Se denomina análisis de sensibilidad, al procedimiento por medio del cual se puede

determinar que tan sensible es la tasa interna de retorno ( TIR ) ante cambios en determinadas variables del proyecto.

El proyecto tiene muchas variables, como son los costos totales, ingresos, volúmen de producción, tasa y cantidad de financiamiento, etc.

El análisis de sensibilidad no está encaminado a modificar cada una de estas varibles para observar su efecto sobre la TIR.

ANALISIS DE SENSIBILIDAD

Parque Industrial San Miguel K m . 79.5 Carretera Federal México-Puebla Calle 2 y Avenida 5. Tel: 91 (2) 214-58

BlBLlOGRAFlA

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