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ANÁLISIS TÉCNICO Y ECONÓMICO DE LA PECTINA, A PARTIR DE LA CÁSCARA DE LA NARANJA (Citrus sinensis)

VANESA ACEVEDO BERGER DIANA MARCELA RAMÍREZ DIAZ

UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA CALI FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL SANTIAGO DE CALI 2011

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ANÁLISIS TÉCNICO Y ECONÓMICO DE LA PECTINA, A PARTIR DE LA CÁSCARA DE LA NARANJA (Citrus sinensis)

VANESA ACEVEDO BERGER DIANA MARCELA RAMIREZ DIAZ

Trabajo de grado presentado como requisito parcial para optar el título de Ingeniera Agroindustrial

Director: JORGE ANTONIO DURÁN Químico

UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA CALI FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL SANTIAGO DE CALI 2011

2

Aprobado por el Comité de Trabajos de Grado en cumplimiento de los requisitos exigidos

por

la

Universidad

de San

Buenaventura Cali, para otorgar el título de Ingeniera Agroindustrial.

__________________________________ OLAF UPEGUI Director de Carrera

__________________________________ JORGE ANTONIO DURÁN Director de Trabajo de Grado

__________________________________ Jurado

__________________________________ Jurado

Santiago de Cali, junio 3 de 2011

3

"Un sueño no se hace realidad a través de magia: conlleva sudor, determinación y trabajo duro” Colin Powell (Militar y político Secretario de estado, estadounidense de origen Jamaiquino) (1937)

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AGRADECIMIENTOS

Quisiéramos comenzar agradeciendo a Dios, por esta experiencia en nuestras vidas, ya que a lo largo de nuestro camino de estudiantes imaginamos estos momentos muchas veces. Queremos agradecerles a nuestros padres, hermanos y familiares, fuentes infinitas de paciencia, amor y comprensión, ya que sin su apoyo no estaríamos cambiando nuestras vidas. A nuestro director de trabajo de grado: el Ingeniero Jorge Durán, el cual nos brindó todo su conocimiento, paciencia y guía en la elaboración de nuestro trabajo, dándonos la confianza y dirección para realizar una de las tareas más difíciles de nuestro camino de estudiantes. A todo el Programa de Ingeniera Agroindustrial, que nos vio recorrer su alma mater en infinidad de ocasiones, enseñándonos y guiándonos en el arduo camino que estamos a punto de tomar, a los profesores que la conforman por brindarnos tanto conocimiento y sabiduría diaria, por alentarnos a ser mejores mujeres y enfrentarnos con la realidad que nos rodea; a nuestros compañeros por ser nuestros cómplices, confidentes y hermanos de tiempo completo, escuchando nuestros sueños y compartiendo cada momento, porque la enseñanza que también nos dejan es infinita.

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CONTENIDO

Pág.

GLOSARIO ............................................................................................................12 RESUMEN .............................................................................................................14 ABSTRACT............................................................................................................15 INTRODUCCIÓN ...................................................................................................16 1. JUSTIFICACIÓN................................................................................................17 2. OBJETIVOS.......................................................................................................19 2.1 OBJETIVO GENERAL .................................................................................... 19 2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS........................................................................... 19 3. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN ....................................................................20 3.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................. 20 3.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA................................................................ 20 4. ANTECEDENTES..............................................................................................21 5. MARCO TEÓRICO ............................................................................................23 5.1 LA NARANJA.................................................................................................. 23 5.1.1 Aspectos Generales..................................................................................... 23 5.1.2 Orígenes de la naranja ................................................................................ 25 5.1.3 Importancia económico-social de la agroindustria de la naranja.................. 26 5.2 GENERALIDADES DE LA PECTINA.............................................................. 28 5.2.1 Historia......................................................................................................... 28 5.2.2 Definición de pectina.................................................................................... 28 5.2.2.1 Composición química de la pectina ......................................................... 29 5.2.2.2 Propiedades de las pectinas .................................................................... 30 5.2.2.3 Clasificación.............................................................................................. 32 5.2.3 Uso de pectina en los alimentos ................................................................. 35 5.2.4 Materia prima de la pectina.......................................................................... 35 5.3 PROPIEDADES FÍSICO – QUÍMICAS DE LA PECTINA................................ 36

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5.4 CONTROL DE CALIDAD ................................................................................ 36 5.6 NORMAS TÉCNICAS ..................................................................................... 37 5.7 UTILIZACIÓN DE PECTINA A NIVEL AGROINDUSTRIAL........................... 37 5.7.1 Aplicaciones alimenticias ............................................................................. 37 5.7.1.1 Mermeladas y jaleas ................................................................................. 37 5.7.1.2 Preparación de frutas para yogur............................................................. 37 5.7.1.3 Golosinas .................................................................................................. 38 5.7.1.4. Aplicaciones farmacéuticas...................................................................... 38 5.7.1.5 Cosméticos y productos de aseo .............................................................. 39 5.7.1.6 Metalmecánica.......................................................................................... 39 5.7.1.7 Otras industrias......................................................................................... 39 5.8 AGENTES GELIFICANTES Y ESPESANTES................................................ 39 6. MERCADOS DE LA PECTINA ..........................................................................42 6.1 DESCRIPCIÓN DEL MERCADO DE PECTINA ............................................. 42 6.2 DESCRIPCIÓN DEL SECTOR ....................................................................... 44 6.4 NECESIDADES DEL MERCADO ................................................................... 45 7. METODOLOGÍA ................................................................................................47 7.1 TIPO DE ESTUDIO......................................................................................... 47 7.2 PROCEDIMIENTO.......................................................................................... 47 7.2.1 Obtención de la pectina ............................................................................... 47 7.2.2 Determinación del rendimiento de los productos obtenidos (Pectina) ......... 48 7.2.3 Evaluación físico-química ............................................................................ 48 7.2.3.1 Espectrofotometría infrarroja..................................................................... 48 7.2.3.2 Punto de fusión ........................................................................................ 48 8. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ..........................................................................50 8.1 PROCESO PARA LA OBTENCIÓN DE PECTINA A PARTIR DE CÁSCARA DE NARANJA (CITRUS SINENSIS)..................................................................... 50 8.1.1. Obtención y selección de materia prima ..................................................... 51 8.1.2 Lavado ......................................................................................................... 51 8.1.3. Extracción de pectina.................................................................................. 51

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8.1.3.1 Acidificación del medio.............................................................................. 51 8.1.3.2 Hidrólisis ácida.......................................................................................... 53 8.1.3.3 Prensado y lavado .................................................................................... 54 8.1.3.4 Secado...................................................................................................... 55 8.1.3.5 Molienda ................................................................................................... 55 8.2 RENDIMIENTO DE PRODUCCIÓN DE LA PECTINA OBTENIDA A PARTIR DE LA CÁSCARA DE LA NARANJA. ..................................................... 56 8.3 EVALUACIÓN FÍSICO-QUÍMICA DE LA PECTINA OBTENIDA A PARTIR DE LA CÁSCARADE NARANJA........................................................................... 57 8.3.1. Espectro infrarrojo....................................................................................... 58 8.3.2 Punto de fusión ............................................................................................ 62 9. EVALUACIÓN FINANCIERA Y ECONÓMICA DEL PROYECTO.....................63 9.1 COSTOS UNITARIOS .................................................................................... 63 9.2 INVERSIÓN .................................................................................................... 65 9.3 PRESUPUESTO DE INGRESOS ................................................................... 66 9.4 PRESUPUESTO DE EGRESOS .................................................................... 67 9.5 FLUJO DE CAJA ............................................................................................ 70 9.6 ESTADO DE RESULTADOS .......................................................................... 70 9.7 EVALUACIÓN ECONÓMICA.......................................................................... 71 10. CONCLUSIONES ............................................................................................73 11. RECOMENDACIONES ....................................................................................74 BIBLIOGRAFIA ......................................................................................................75

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LISTA DE TABLAS

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Tabla 1. Composición de la Naranja en 100 gr. de Jugo ...................................... 25 Tabla 2. Aditivos según su origen ........................................................................ 40 Tabla 3. Comportamiento y producción de mermelada en la ciudad de Cali. ....... 45 Tabla 4. Resultados obtenidos de pectina ............................................................ 57 Tabla 5. Rendimiento de pectina de varios frutos ................................................. 57 Tabla 6. Frecuencias características de absorción IR de grupos funcionales ...... 58 Tabla 7. Datos obtenidos de la espectroscopia infrarroja ..................................... 58 Tabla 8. Resultados fisicoquímicos sustancia pura .............................................. 60 Tabla 9. Datos obtenidos de espectrometría infrarrojo ........................................ 60 Tabla 10. Resultados fisicoquímicos de laboratorio sustancia no pura................. 61 Tabla 11. Costos unitarios escala laboratorio ....................................................... 63 Tabla 12. Costos a escala industrial ..................................................................... 64 Tabla 13. Valor inversión inicial ............................................................................ 65 Tabla 14. Inversiones fijas .................................................................................... 65 Tabla 15. Inversión en maquinaria y equipo ......................................................... 66 Tabla 16. Inversión en diferidos ............................................................................ 66 Tabla 17. Demanda de pectina a nivel nacional ................................................... 66 Tabla 18. Proyección de las ventas ...................................................................... 67 Tabla 19. Costos variables ................................................................................... 68 Tabla 20. Costos de nómina ................................................................................. 68 Tabla 21. Total nómina ......................................................................................... 69 Tabla 22. Depreciación ......................................................................................... 69 Tabla 23. Costos Generales ................................................................................. 70 Tabla 24. Flujo de caja.......................................................................................... 70 Tabla 25. Estado de resultados ............................................................................ 71 Tabla 26. Evaluación económica .......................................................................... 71

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LISTA DE FIGURAS

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Figura 1. Principales productores de naranja para año 2011 (kg) ........................ 27 Figura 2. Estructura de la pectina ........................................................................ 29 Figura 3. Pectina de alto grado de esterificación (HM) ......................................... 33 Figura 4. Pectina de bajo metoxilo (LMC) ............................................................. 33 Figura 5. Pectina de bajo grado de esterificación amidada ................................. 34 Figura 6. Países productores de pectina ............................................................. 43 Figura 7. Empresas consumidoras de pectina en el 2011 .................................... 44 Figura 8. Empresas que controlan el mercado de la pectina ................................ 46 Figura 9. Proceso de obtención de pectina a partir de naranja, proceso realizado en el laboratorio de la Universidad San Buenaventura. Cali. ................ 50 Figura 10. Espectro infrarrojo sustancia pura ....................................................... 59 Figura 11. Espectro infrarrojo pectina pura ........................................................... 61

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LISTA DE FOTOS

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Foto 1. Naranja. (Citrus sinensis) variedad Osbeck............................................. 23 Foto 2. Naranja (citrus sinensis) variedad valencia late........................................ 24 Foto 3. Cáscara de naranja seleccionada............................................................ 51 Foto 4. Exposición del albedo de la naranja, listo para ser utilizado..................... 52 Foto 5. Muestras de albedo más ácido tartárico en calentamiento de plancha agitadora. .............................................................................................................. 52 Foto 6. Precipitación de pectina luego de 30 minutos en la plancha agitadora .... 53 Foto 7. Prensado de la pectina en lienzo. ............................................................. 54 Foto 8. Muestra de pectina después de lavado y prensado................................ 55 Foto 9. Pectina después de las 10 horas en el horno ........................................... 55

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GLOSARIO ÁCIDO GALACTURÓNICO: monosacárido, es un azúcar ácido y es el principal componente de la pectina. ÁCIDO POLIGALACTURÓNICO: las pectinas están formadas fundamentalmente por largas cadenas formadas por ácido galacturónico, que puede encontrarse como tal ácido, con el grupo carboxil libre o bien con el carboxil esterificado por metanol (metoxilado). ALBEDO: se conoce como mesocarpo o albedo, es un material blanco, esponjoso y grueso, parecido al algodón el cual está sujeto la pulpa de los cítricos y está compuesto por una gran cantidad de células parenquimatosas, que brindan soporte. ARABANAS: polímero de la arabinosa. ARABINOSA: monosacárido presente en grandes cantidades formando parte de las gomas vegetales y de las plantas. CÍTRICOS: frutas agridulces, como el limón y la naranja y plantas que las producen. EMULSIÓN: es un sistema de dos fases que consta de dos líquidos parcialmente miscibles, uno de los cuales es dispersado en el otro en forma de glóbulos. La fase dispersa, discontinua o interna es en el líquido desintegrado en glóbulos. ESPESANTE: hacer más denso algo; dicho de una sustancia u agente que aumenta el espesor de una disolución. ESTABILIZANTE: sustancia que se añade a ciertos alimentos o preparados para impedir su sedimentación o precipitación. FACTIBILIDAD ECONÓMICA: es la demostración, de que el proyecto es viable económicamente, lo que significa que la inversión que se está realizando es justificada por la ganancia que se generará. FACTIBILIDAD TÉCNICA: es la evaluación que demuestre que el negocio puede ponerse en marcha y mantenerse, mostrando evidencias de que se ha planeado cuidadosamente, contemplando los problemas que involucran y mantenerlo en funcionamiento. GALACTOSA: azúcar aldohexosa; presente en los polisacáridos vegetales, muchas gomas, múcilagos, pectinas. 12

GEL: es un sistema coloidal donde la fase continua es sólida y la dispersa es líquida. Los geles presentan una densidad similar a los líquidos, sin embargo su estructura se asemeja más a la de un sólido. El ejemplo más común de gel es la gelatina comestible. GRADOS SAG: número de gramos de sacarosa que en una solución acuosa de 65ºBrix y un valor de pH de 3,2 aproximadamente, son gelificados por un gramo de pectina, obteniéndose un gel de una consistencia determinada. HETEROPOLISACÁRIDO: están compuestos por la repetición ordenada de un disacárido formado por dos monosacáridos distintos (o, por lo que es lo mismo, por la alternancia de dos monosacáridos), se trata esencialmente de componentes estructurales de los tejidos, relacionados con paredes celulares y matrices extracelulares. JALEA: gel comestible dulce, obtenido mediante la adición de gelatina o pectina. Mezcla de agua con azúcar y la infusión de una fruta o el jugo de dicha fruta. METANOL: también conocido como alcohol metílico o alcohol de madera, es el alcohol más sencillo, se emplea como disolvente. MERMELADA: producto preparado por cocción de frutos enteros, troceados o colados y azúcar hasta conseguir una textura semifluida o espesa, generalmente alcanzada al mezclar al menos 45 partes de fruta con 55 partes de azúcar. NARANJA: fruta cítrica comestible del género Citrus, se encuentran cultivadas en cualquier continente, siempre que tengan abundancia de sol, agua y poca humedad ambiental. PECTINA: sustancia mucilaginosa, de las plantas superiores. Esta sustancia se asocia a la celulosa y le otorga a la pared celular la habilidad de absorber grandes cantidades de agua. POLÍMERO: son materiales de origen tanto natural como sintético, formados por moléculas de gran tamaño, conocidas como macromoléculas. Polímeros de origen natural son: la celulosa y las proteínas. PROTOPECTINA: es el nombre que le ha dado a las sustancias pépticas insolubles que se encuentran en los tejidos vegetales inmaduros. Los grupos carboxilo de la mayoría de los residuos de ácido galacturónico de la protopectina se encuentran esterificados con radicales metilo a lo largo de toda la cadena aunque la composición química exacta de esta se desconoce. XILOSA: monosacárido del grupo de las pentosas, se encuentra presente en la materia vegetal. 13

RESUMEN En este trabajo de investigación se desarrolló un estudio de factibilidad técnicaeconómica de la obtención de pectina a partir de cáscara de naranja. Para cumplir con este propósito se realizó un trabajo de laboratorio que permitió diseñar el proceso para la obtención de este polímero, determinar el rendimiento de su producción, caracterización y el análisis económico-financiero del proceso. Los principales resultados a los cuales se llegó muestran que el rendimiento obtenido es muy bajo en relación otros similares a partir de otras materias primas de origen vegetal; este resultado fue del 0.98% frente a un rango de referencia de de 8 y 10%. Al analizar los costos unitarios, la materia prima supera el precio de venta actual en el mercado lo que implica que por este método no es rentable. Se debe de tener en cuenta que los resultados obtenidos de este estudio técnicoeconómico se constituyen en un punto de partida para nuevos proyectos con una metodología de extracción de pectina que conduzca a empresas viables tanto en lo tecnológico como económico. Palabras clave: pectina, cáscara de naranja, rendimiento, rentabilidad.

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ABSTRACT In this research we set up a technical-economic feasibility of obtaining pectin from orange peel. To fulfill this purpose, laboratory work performed that allowed to design the process for obtaining this polymer, determine the performance of their production, characterization and economic-financial analysis of the process.

The main results to which it was shown that the yield is very low in relation similar from other plant materials, this result was 0.98% compared to a reference range of 8to10%.

In analyzing the unit costs, raw material purchase price exceeds the current market which

implies

that

this

method

is

not

profitable.

It should be noted that the results of the technical-economic study constitute a starting point for new projects with a methodology for extraction of pectin to lead to viable

businesses

both

technologically

Keywords: pectin, orange peel, performance, profitability.

15

and

economically.

INTRODUCCIÓN En la cotidianidad de los hogares, existe la naranja, fruta cítrica que es consumida en cantidades masivas en el planeta, debido a su bajo costo y diversidad, es fácil encontrarla en todos los mercados, además de proporcionar una alta fuente de vitamina C, flavonoides y aceites esenciales en el ser humano y ser principio también de aprovechamiento de los subproductos para especies animales. La naranja crece en árboles perennes que llegan a medir hasta 10 metros, de los cuales se obtiene una producción todo el año. La fruta cítrica es bastante compleja ya que su exterior le proporciona protección y en su interior se encuentra dividido en varios segmentos donde se encuentran los sacos de jugo, y estos no son fáciles de separar por si solos. En el mercado los productos más populares que se pueden encontrar derivados de la naranja son: el zumo (concentrado de la fruta sin añadidura de disolventes o conservantes) y el jugo (fruta más añadidura de conservantes, espesantes y sustancias que bajen la concentración del jugo), aparte son muy pocos los subproductos que se desarrollan de forma económicamente exitosa y duradera en el mercado. En el país son escasos los estudios referentes a la obtención pectina y como desarrollar proyectos sostenibles alrededor de la misma, además del consumo de pectina y como afecta esta materia prima la elaboración de productos. Con el presente proyecto se pretende desarrollar un estudio de factibilidad el cual sirva como guía y en el cual se evalúen los aspectos más importantes tanto a nivel económico como técnico para la creación de una empresa dedicada a la producción y venta de pectina obtenida de naranja, a nivel nacional.

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1. JUSTIFICACIÓN

Colombia es uno de los diez primeros países productores de cítricos a nivel latinoamericano. La producción colombiana es equivalente al 1.5% de la producción del mayor productor mundial, Brasil. Entre esta producción está la naranja (citrus sinensis), la cual además de su consumo en fresco, también es procesada para la obtención de jugo, generándose de esta industria una gran cantidad de residuos que contaminan el medio ambiente, solo en el departamento del Valle del Cauca.1 Aquí se genera un gran porcentaje de estos residuos, y tan solo una pequeña parte es utilizada como suplemento para alimentación animal, es por esto que se debe incentivar el uso de las pectinas, como espesantes, gelificantes, emulsificantes, estabilizantes, y en el campo farmacológico como agentes anti metástasis, inmunoestimulantes y antiulcerosos. Además la pectina, por ser una fibra soluble es muy buena para la salud humana2. Actualmente a nivel mundial ha cobrado gran importancia la protección del medio ambiente. En los países industrializados, se han creado organizaciones no gubernamentales que, preocupados por el deterioro de la naturaleza, han contribuido con investigaciones que buscan soluciones a problemas ambientales. Además generar productos eficaces y productivos para el sector alimentario de países como Colombia, reduciendo los exagerados costos que se originan en el momento de importar la pectina de otros lugares, incrementando la rentabilidad y posibilidades de exportación de esta materia prima tan importante y necesaria para la agroindustria colombiana, diversificando la cantidad de productos elaborados a base de este espesante, además de ratificar los productos que tradicionalmente utilizan esta materia prima importada, abaratando costos de producción y comercialización de los alimentos a base de pectina. Este trabajo de investigación pretende dar un aprovechamiento óptimo e integral a una materia prima tan importante en la economía nacional como lo es la naranja, transformando su cáscara en subproductos como la pectina; con el fin de ofertarlos a la industria alimentaria del país. La pectina se presentará en forma sólida debido a que esa es su forma de comercialización y su tiempo de vida útil sería de aproximadamente de 3 meses, además de presentar su caracterización en cuanto a la pureza del producto obtenido. Con lo anterior se disminuye el impacto negativo al medio ambiente producido por los residuos generados, como lo son las cascaras de la naranja y la contaminación continúa en Cali, la cual genera excesos de basura y producción de metano a 1

CORPORACIÓN COLOMBIANA INTERNACIONAL. Perfil de producto. Revista inteligencia de mercados. Vol 9. Julio-septiembre 2000. 2 VITAE. Obtención de Aceites esenciales y pectinas a partir de subproductos de jugos cítricos. Revista de la Facultad de Química Farmacéutica. Vol. 16, número 1, 2009, p.1.

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escalas considerables para la contaminación de la ciudad. Para la realización de este proyecto de investigación se tuvieron en cuenta los conocimientos adquiridos en la carrera de Ingeniería, ya que permitirá tener un horizonte claro en cuanto al sector agroindustrial, a la generación de empresa y fomentar la generación de nuevos empleos en sectores deprimidos del departamento del Valle del Cauca. En el proceso productivo de los alimentos, además del producto deseado, se generan subproductos, residuos y productos fuera de norma, cada uno de los cuales pueden servir para el consumo humano o animal y aplicación industrial, lo que traería beneficios económicos. Sin embargo, la mayoría de estas industrias no tienen ningún plan para estos residuos, debido al alto costo de su reutilización y por el contrario se ubican como si fueran basura, esto obliga a que la recuperación de estos residuos deba ser inmediata. Aunque se producen grandes cantidades de residuos pueden ser aprovechados de diversas formas. Entre estos residuos se encuentran los provenientes de las frutas, los cuales pueden ser utilizados en la alimentación animal y humana, abonos, obtención de biogás, pectinas, flavonoides, entre otros. Para la elección adecuada de estas tecnologías se deben realizar evaluaciones tecnológicas, comerciales y de riesgos. En el presente trabajo, se proponen nuevas alternativas de aprovechamiento de los residuos provenientes de los lugares en los cuales se utilizan la naranja como lo son industrias, restaurantes e improvisadas fruterías de la ciudad. Así mismo, es fundamental determinar la factibilidad técnica de la extracción de pectina a partir de la cáscara de la Naranja y por medio de un análisis económico se determina la viabilidad del proyecto.

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2. OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GENERAL Determinar la factibilidad técnica y la viabilidad económica para la obtención de pectina, a partir de la cáscara de naranja (citrus sinensis). 2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS Diseñar el proceso para la obtención de pectina a partir de cáscara de naranja (Citrus sinensis). Determinar el rendimiento de producción de la pectina obtenida a partir de la cáscara de la naranja. Evaluar físico-químicamente la pectina obtenida a partir de la cáscara de naranja. Realizar el análisis económico-financiero del proceso de obtención del producto de la cáscara de la naranja.

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3. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN

3.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA La producción y comercialización de pectina en Colombia, es un mercado inexplorado en el cual los costos de producción, son muy difíciles de financiar debido al precio de los suministros, que conlleva la extracción de la pectina, el desconocimiento de investigación y el crear empresa en el país es también otro de los limitantes que perjudican a los inversionistas interesados en crear y fomentar empresas dedicadas a la industria alimentaria. Debido a que la producción de pectina en el país es muy pobre y esta materia prima es obtenida artesanalmente de forma doméstica, hace más difícil el crear conciencia en los consumidores de lo importante que es crear empresa dedicada a solucionar un problema de la industria. Es importante resaltar que aún cuando se establezca empresa, se debe de buscar el valor agregado que conlleva el proporcionar a los consumidores una materia prima producida en Colombia, ahorrándose los costos de la importación y tener estabilidad comercial con los productores extranjeros en cuanto a necesidades y calidad de producto. 3.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ¿Cuál es la factibilidad técnica-económica, de la extracción de pectina a partir de cascara de naranja (citrus sinensis)?

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4. ANTECEDENTES La producción colombiana de frutas, las cuales tienen diferentes aplicaciones en la industria de los alimentos, generan una gran cantidad de residuos orgánicos, provenientes de las cáscaras, bagazos, semillas, entre otras. Estos residuos contienen algunas sustancias de interés que al ser extraídos crean otros productos de gran utilidad, como lo son los colorantes, edulcorantes, aceites esenciales y aditivos entre otros. De la cáscara de las frutas se puede obtener pectina, y como se ha mencionado antes es un excelente gelificante, estabilizante y espesante. La pectina fue descubierta en 1825, en los jugos de frutas y su nombre se deriva del griego “solidificado, cuajado”, a causa de su facilidad de gelatinizarse. Además de ser heteropolisacáridos que se presentan en la naturaleza como elementos estructurales del sistema celular de las plantas. Su componente principal es el ácido poligalacturónico, que existe principalmente esterificado con metanol. Se encuentra principalmente en las frutas y vegetales, para aprovechar su capacidad para balancear el equilibrio del agua dentro del sistema.3 La pectina es un agente gelificante actualmente extraído de los cítricos y de otras frutas. Como la pectina es uno de los constituyentes principales de la pared celular, esta se encuentra en el albedo o cáscara de las frutas, por lo que la naranja contiene gran cantidad de esta sustancia4. Esta se utiliza comúnmente en la fabricación de mermeladas, jaleas, preparación de frutas para yogur, concentración de bebidas de fruta, zumo de fruta, postre de fruta y de leche, productos lácteos fermentados y directamente acificados, productos lácteos gelificados, y golosinas.5 Según el tratamiento que se le haga a las materias primas se obtienen diferentes calidades de pectinas, de acuerdo con las necesidades de los productos terminados. Estas pectinas son en la actualidad, ingredientes muy importantes en la industria de los alimentos, para hacer gelatinas, helados, salsas y quesos. También se 3

ROJAS, Fernando. Proceso para producir pectinas cítricas. Revista Universidad Eafit, Eneromarzo, número 129. (2003), pagina 3-5. 4 Extracción de pectina a partir de cáscara de maracuyá. [en línea]. Medellín, 2005. [Consultado el 2 de abril de 2011]. Disponible en http:www.slideshare.net/Mockje/report-pectine-colombia.extracción a escala laboratorio de la pectina del maracuyá. 2005 5. La naranja en la alimentación. [en línea]. 2008. [Consultado el 15 de febrero 2011]. Disponible en http://www.citrico.de/index.jsp?document=/news/press/statements/021001es01.jsp§ion=news&l anguage=es

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emplean en otras industrias, como la farmacéutica, que requieren modificar la viscosidad de sus productos y en la industria de los plásticos así como en la fabricación de productos espumantes, como agente de clarificación y aglutinantes. 6 Podemos darnos cuenta que el estudio de la obtención de pectina ha sido un tema de mucho interés para los investigadores, se puede apreciar la problemática de algunos países al no poder abastecerse de esta materia prima y buscar fuentes para su obtención, así como aprovechar los recursos propios de cada país. Es por eso que en este trabajo se pretender poder usar esta información y desarrollar una metodología para determinar las necesidades existentes en nuestro país y según diferentes estudios latinoamericanos se obtiene pectina y de alto grado de metoxilo de países como México el cual está innovando y mejorando en extracción de pectina, mercado en el cual es muy buen competidor, como lo veremos más adelante, pero este país es un promotor de nuevas metodologías, y desarrolla materias primas como el Nopal, planta que sobrevive en regiones desérticas y frías.7 Además de países como Argentina, Perú y Ecuador este último se abastece de la distribución de la materia prima Colombia a la cual llega de países como Dinamarca y Brasil en su mayoría. En la actualidad el alto desarrollo de las industrias conlleva a la generación de residuos, de igual forma que al perfeccionamiento e implementación de nuevas técnicas o métodos para el aprovechamiento de estos.

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GÓMEZ Z, Juan F. Factibilidad técnica del aislamiento y la caracterización de pectina cítrica para el sector Agroindustrial. Medellín, 1998. Trabajo de grado. Universidad Nacional Facultad de Ciencias Agrícolas. 7 FERREIRA, A. S. Extracción y Caracterización de la Pectina de Uchuva. Universidad Nacional de Colombia, Santa Fe de Bogotá. 1990.

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5. MARCO TEÓRICO

5.1 LA NARANJA 5.1.1 Aspectos Generales El nombre científico de la naranja es citrus sinensis de la familia de las rutáceas, la planta es originaria del sudeste asiático.8 En Colombia se conocen y se cultivan dos tipos de variedades: naranja común o dulce y valenciana o valenciana late A continuación se describen sus características: Naranja dulce: es la fruta cítrica que ha alcanzado mayor popularidad, tanto para el consumo fresco como para la industrialización de su jugo. Se conocen cuatro (4) grandes grupos: comunes, sin acidez, de ombligo y pigmentadas. Foto 1. Naranja. (Citrus sinensis) variedad Osbeck.

Fuente: SÁNCHEZ, Luis Alberto; JARAMILLO, Consuelo; TORO MESA, Julio Cesar. Fruticultura Colombiana. FAO. 1987.

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PÉREZ ACERO, José Joaquín. Cultivo: Hortalizas y Frutales. Origen de la Naranja. Volumen II. Universidad Nacional Abierta. UNAD, 2000, pp. 265-267

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Valencia: Es la variedad de naranja que tiene mayor demanda a nivel mundial y una de las más cultivadas en el país. Da frutos de tamaño mediano, corteza un tanto gruesa, dura y coriácea. Superficie lisa, ligeramente áspera, jugo abundante y menos de seis (6) semillas por fruto. Se mantiene bien en el árbol después de madurar y si se riega puede llegar a reverdecer. Es de madures tardía y excelente para la industria de jugos. De todas las variedades comerciales, es la que posee el mayor rango de adaptación climática. Foto 2. Naranja (citrus sinensis) variedad valencia late

Fuente: SÁNCHEZ, Luis Alberto; JARAMILLO, Consuelo; TORO MESA, Julio Cesar. Fruticultura Colombiana. FAO. 1987.

La naranja dulce (Citrus sinensis Osbeck) es una de las frutas más populares y saludables del mundo. Tiene un alto contenido de vitamina C. Su sabor, especialmente de algunas variedades es realmente destacado por su acidez y dulzura. Como todas las frutas cítricas contienen de un cuarenta a cincuenta por ciento de zumo, veinte a cuarenta por ciento de piel y un veinte a treinta por ciento de pulpa y semillas. Aproximadamente un 90 por ciento de su contenido es agua con un cinco por ciento de azúcares.

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Tabla 1. Composición de la Naranja en 100 gr. de Jugo

Fuente: UNIVERSIDAD SEÑOR DE SIPÁN. Estudio de las propiedades de la Naranja. [en línea]. [Consultado el 15 de abril de 2011]. Disponible en http://mermeladafortificada.blogspot.com/

5.1.2 Orígenes de la naranja La naranja es el fruto obtenido del naranjo dulce (Citrus × sinensis), un antiguo árbol híbrido originario de India, Vietnam o el sureste de Asia. El mayor productor fruta de naranja es Brasil 37% de la producción mundial y una producción promedio de 18 millones toneladas anuales, seguido de Estados Unidos con el 15% del mercado y una producción del 9.1 millones de toneladas. Colombia se encuentra en el lugar 33 de producción con una participación del 0.82% del mercado actual. 9 En Colombia la zona de mayor área cosechada es el centro del país (Santander, Boyacá, Cundinamarca y Tolima), que participa con el 48% del área; le siguen el 9

CORPORACIÓN COLOMBIANA INTERNACIONAL, op. cit.

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occidente (Eje Cafetero, Antioquia y Valle del Cauca), con una participación del 24%, la Costa Atlántica (Atlántico, Bolívar, Cesar y Magdalena), que participa con el 16.3% del área nacional.10 Se cultiva por sus frutos, de agradable sabor que se consumen preferiblemente en fresco, aunque también se comercializan como IV Gama y en forma de zumo (concentrado, fresco, pasteurizado, etc), mermeladas o jaleas. El 52% de la producción mundial se destina al consumo en fresco dentro de los países productores, el 8% se comercializa como fruta fresca en los mercados internacionales y el restante 40% se destina al consumo industrial interno y externo de los países.11 5.1.3 Importancia económico-social de la agroindustria de la naranja Colombia es un actor marginal como productor de cítricos en el mundo, aunque su participación muestra una dinámica interesante en el contexto internacional. El comercio mundial de cítricos en fresco es bajo como proporción de la producción, revelando un alto consumo interno en los países productores, al igual que de procesamiento agroindustrial que se destina para abastecer tanto la demanda interna como la de los mercados internacionales de cítricos procesados. La agroindustria nacional de cítricos muestra un significativo, aunque muy pequeño desarrollo en los últimos años. No obstante la expansión del mercado de procesados de frutas, especialmente de la industria de jugos que ha tenido un gran dinamismo en los últimos años, el sector en Colombia enfrenta problemas con el suministro de materia prima que no se ajusta a sus requerimientos, ni en calidad, ni en precios, y que además enfrenta problemas de localización, supliéndose en gran parte con materia prima importada. La principales debilidades que enfrenta la cadena son la falta de escalas comerciales significativas y la alta dispersión en la producción, el bajo grado de asociatividad entre los productores y la falta de cultura agro empresarial que limita su acceso al crédito y a la asistencia técnica, y además restringe su capacidad de maniobra frente a otros actores; existe poco grado de integración entre la industria y la agricultura; no hay material vegetal certificado; falta investigación y transferencia de tecnología (desarrollo de variedades y calidades) en la fase agrícola y agroindustrial, así como prevención de plagas y enfermedades. La cadena de cítricos cobija productos en su fase primaria tales como las 10

MARTÍNEZ, Héctor. Cadena de Cítricos en Colombia. Ministerio de Agricultura y desarrollo rural observatorio Agrocadenas. Colombia. 1991-2005

11

SÁNCHEZ, op. cit.

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naranjas, limones, limas, mandarinas y toronjas, y una serie de productos asociados a la fase industrial como: jugos, concentrados, néctares, purés, pastas, pulpas, jaleas, mermeladas, aceites, esencias y pellets para alimentación animal. En cuanto a la productividad industrial que siguen las frutas para comercialización que se hace en fresco, en la FIGURA 3, se muestran los productores mundiales de naranja, para el año 2011. Figura 1. Principales productores de naranja para año 2011 (kg)

Fuente: MERCOSUR. [en línea]. [Consultado el 23 de mayo de 2011]. Disponible en Sin embargo, el desarrollo de la agroindustria de cítricos en Colombia y su encadenamiento con el sector primario, se ha visto afectado principalmente por problemas con el suministro de materia prima que no se ajusta a sus requerimientos, ni en calidad pues no cumple con los requerimientos óptimos para su procesamiento, ni en precios, por cuanto los productores prefieren ofrecer la naranja en el mercado en fresco pues reciben precios más altos que los ofrecidos por la agroindustria, y además enfrenta problemas de localización. No obstante, la expansión del mercado de procesados se ha dado gracias al suministro de productos importados a menores precios, aunque de calidad muy

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variada, debido a que la oferta mundial de cítricos es muy amplia y opera con economías de escala, por ejemplo en la producción de naranja y en el procesamiento del jugo concentrado, haciendo posible obtener precios más bajos de materia prima que los que registra la fruta fresca nacional. Esto evidencia la gran necesidad en el sector citrícola de desarrollar paquetes tecnológicos de variedades que cumplan con los requerimientos de la industria, la cual a su vez debe ofrecer garantía con continuidad en el tiempo y estabilidad en el precio para los productores. La situación a nivel mundial como se pudo observar no es buena en términos de producción. Pero más lamentable aún es que el rezago se presenta también frente a muchos de los países latinoamericanos. Colombia enfrenta problemas para incursionar en los mercados externos debido entre otros factores a que no se cuenta con las variedades ni calidades adecuadas, no hay continuidad en la oferta exportable e igualmente se deben superar problemas de empaque y presentaciones, así como de barreras técnicas y sanitarias. 5.2 GENERALIDADES DE LA PECTINA 5.2.1 Historia Fue descubierta por Vauquelin quién encontró una sustancia soluble de los zumos de fruta y luego fue caracterizada por el químico francés Bracannot en 1.825, y recibió el nombre de pectina, derivado del griego “solificado, cuajado”, a causa de su facilidad de gelatinizarse. Las extensas investigaciones realizadas en los cien años siguientes esclarecieron las propiedades de las sustancias pépticas, pero poco hicieron para aclarar su naturaleza química. En 1916, Ehlich y Suárez dieron a conocer el aislamiento del ácido D - galacturónico que en forma de polímero es el integrante principal de todas las pectinas.12 5.2.2 Definición de pectina La pectina es un producto purificado de carbohidratos obtenido por la extracción acuosa de las plantas; principalmente en los frutos comestibles normalmente frutas cítricas o manzanas. 12

SALDARRIAGA, Francisco. Determinación de las pectinas en los cítricos: naranja dulce (citrus sinensis), naranjo agrio (citrus auramtimu), cultivados en Colove (Santa fe de Antioquia). Medellín, 2002. Tesis de Grado. Universidad Nacional. Facultad de Ciencias Agrícolas.

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Todas las plantas verdes terrestres contienen sustancias pectínicas que en combinación con la celulosa, son las responsables de las propiedades estructurales de frutas y vegetales. La pectina, formada principalmente por ácidos galacturónicos y unidades de ésteres metílicos del ácido galacturónico (cadenas lineales polisacáridos) normalmente se clasifican según su grado de esterificación.

En la maduración de las frutas ocurre el rompimiento de la pectina en azucares y ácidos, en consecuencia la cantidad y calidad de esta depende entre otras cosas de la edad y de la maduración de la fruta. El ablandamiento de algunos frutos durante la maduración se debe en parte a las enzimas pectinolíticas: pectinmetilesterasa y poligalacturonasa. 13 5.2.2.1 Composición química de la pectina Figura 2. Estructura de la pectina

Fuente: OBIPECTIN. [en línea]. [Consultado el 23 de abril de 2011]. Disponible en página de internet. http://www.obipektin.ch/e/produkte/set_pektin.htm Los constituyentes principales de la pectina son: arabinosa, xilosa, ramnosa y galactosa.14 Estos están formados por una mezcla de mínimo tres polisacáridos de bajo peso molecular. Estructuralmente se componen principalmente por de ácido galacturónico unidos en enlace α 1-4. La función ácida está más o menos 13 14

FRANCIS, B.J. Revisión de Pectina comercial en ciencia subtropical. 1975, p. 17. SALDARRIAGA, op. cit..

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esterificada, con metanol. Las moléculas de ramnosa (metilpentosa) se intercalan en la cadena poligalacturónica por enlaces α 1-2 y α 1-4 produciendo una irregularidad en la estructura de la cadena. Esta lleva igualmente, ramificaciones laterales más o menos largas (arabanas, galactarias) unidas al nivel de las funciones del alcohol secundario. 15 5.2.2.2 Propiedades de las pectinas Las propiedades de las pectinas que pueden variar según la materia prima empleada para su extracción son: I. Capacidad de formar geles o grado de gelificación de las pectinas: se define como el número de gramos de azúcar con los cuales un gramo de pectina forma un gel de firmeza estándar, bajo condiciones también controladas de acidez y sólidos solubles. Los gramos de azúcar requeridos para formar el gel se expresa como grados SAG. La pectina es el agente formador de gel, mientras que los sólidos (azúcar) y el ácido son los agentes modificadores que logran la transformación física de esta, convirtiendo el jarabe en gel. Las pectinas comerciales de buena calidad tienen grados de gelificación entre 150 y 130º SAG.16 La disolución completa supone la dispersión sin agrupar; si sé permite que se formen grumos de pectina, son sumamente difíciles de disolver. Un gel de pectina puede observarse como un sistema en el cual el polímero está en un estado entre totalmente disuelto y precipitado. Se teoriza, que los segmentos de las cadenas moleculares se unen por una cristalización limitada para formar una red tridimensional en la cual el agua, el azúcar y otros solutos quedan atrapados. La formación de un gel, desde un estado donde el polímero está totalmente disuelto, es producida por cambios químicos o físicos que tienden a disminuir la solubilidad de la pectina y esto favorece la formación de la cristalización local. Los factores más importantes que influyen en la solubilidad de la pectina (tendencia a melificar) son: 1. Temperatura 2. Composición molecular de la pectina (el tipo de pectina) 3. pH.

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PUERTA, Jimmy Andrés. Obtención de las pectinas a partir de la cáscara de manzana. Bogotá: editorial Acribia, 2001, p.27 16 RAMÍREZ, Jairo. Parámetros para la extracción y caracterización de la pectina del tomate de árbol. Tesis de grado. Medellín., 2000. Universidad Nacional. Departamento de Procesos Químicos.

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4. Azúcar y otros solutos 5. Iones de Calcio II. Peso molecular: se encuentra en un amplio intervalo entre 2.500 a 1.000.000 gr/mol, según la fuente de extracción y de los derivados de las sustancias pécticas encontradas. III. Grado de esterificación: se define como el porcentaje de grupos carboxil urónicos que se esterifican con metanol. La determinación de este porcentaje requiere la medida del contenido de metoxil éster y del ácido anhídro urónico. Permite determinar la capacidad de gelificación de la pectina. 17 IV. Viscosidad: las soluciones de pectina pueden presentar valores de viscosidad altos o bajos, según la calidad y materia prima utilizada en la extracción. Aquellas cuya viscosidad es más alta son empleadas para la elaboración de mermeladas. Las soluciones de pectina generalmente muestran viscosidades más bajas en comparación con otras gomas y espesantes. Concentraciones diferentes de azúcares o calcio, al igual que el pH afectan la viscosidad de diferentes maneras. V. Solubilidad en agua: la pectina purificada y seca, es soluble en agua caliente (70-80ºC) hasta 2 a 3% formando grupos viscosos por fuera y secos por dentro, razón por la cual siempre se mezclan con azúcar, sales amortiguadoras u otras sustancias químicas. Debe estar plenamente disuelta para evitar la formación heterogénea de gel. La pectina comercial muestra una gran afinidad con el agua, el cual lleva prácticamente a la creación de coágulos al tiempo de la disolución, la adición del azúcar reduce la solubilidad previniendo la aparición de estos. 18 VI. Acidez: las soluciones de pectina son estables bajo condiciones ácidas (entre pH de 3.2-4.5) incluso a altas temperaturas, también por algunas horas a temperatura ambiente bajo condiciones más alcalinas, pero degrada rápidamente a altas temperaturas. VII. Estabilidad en solución: la mayoría de las reacciones a las cuales se somete la pectina tienden a degradarla. En general, la estabilidad máxima se obtiene a pH de 4. La presencia de azúcar en la solución tiene un cierto efecto protector, a temperaturas elevadas y valores de pH bajos aumentan el grado de degradación debido a la hidrólisis de uniones glicosídicas, también se ve favorecida la desesterificación a pH bajos. Para pectinas de alto metoxilo, cuando la temperatura o pH aumenta, comienza lo que se llama β-eliminación, lo cual es una ruptura en la cadena y una pérdida rápida de las propiedades de viscosidad y gelificación. Las pectinas de bajo metoxilo muestran una mejor estabilidad en estas condiciones. 17 18

Ibíd., p. 56-76 HÉRCULES. Food gums división. Descripción general de la pectina. Editorial Acribia., p. 3-21.

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5.2.2.3 Clasificación De acuerdo a los cambios y transformaciones químicas debido a la maduración de las frutas. - Protopectina: descubierta por Fremy en 1840, es la forma nativa de la pectina. Es un polímero insoluble en agua que se encuentra en las primeras etapas de formación y maduración de los tejidos vegetales. Están constituidos por azúcares parcialmente metilados, en particular por unidades de anhidro galacturónico enlazadas unas con otras. Se encuentra contenida de forma desconocida en los tejidos vegetales. - Pectina: cuando las sustancias pécticas se tornan solubles se les conoce como pectina. A medida que avanza la maduración del fruto, la protopectina se convierte en pectina y ácidos pectínicos por la acción de una enzima llamada pectinmetilesterasa la cual va solubilizándola. - Ácidos pectínicos: es un ácido poligalacturónico coloidal con un contenido de metoxilos menor al 4% que forman geles con azúcares y ácidos. Forman sales tales como el pectinato de sodio. - Ácido péctico: es un polímero de alto peso molecular con unidades de ácido galacturónico, no contiene grupos metoxilos, por lo cual todos los grupos carboxilo presentes se encuentran libres. - Pectinatos: son sales de pectina. - Pectatos: sales de ácido pectínico. De acuerdo al grado de esterificación: Pectinas de alto metoxilo (HM): Posee en su molécula algunas unidades de ácido galacturónico esterificadas por encima del 50% y se presentan como el éster metílico del ácido galacturónico. Esta pectina es soluble en agua, ya que tiene casi todos los grupos carboxílicos esterificados con metanol (metoxilados), por esto recibe el nombre de pectina de alto metoxilo. Las pectinas (HM) requieren una cantidad mínima de sólidos solubles y un pH dentro de una gama estrecha alrededor de 3.0 para poder formar geles.

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Figura 3. Pectina de alto grado de esterificación (HM)

Fuente: OBIPECTIN. [en línea]. [Consultado el 23 de abril de 2011]. Disponible en http://www.obipektin.ch/e/produkte/set_pektin.htm Las pectinas de alto grado de esterificación se clasifican en: a) De rápida gelificación: poseen un grado de metoxilación por lo menos el 70%. La fuerza de los geles formados depende del peso molecular y no está influida por el grado de metoxilación, cuanto más alto sea el peso molecular mayor es la fuerza del gel. b) De lenta gelificación: Posee un grado de metoxilación del 50 al 70%, la cantidad de ácido requerido es casi proporcional al número de carboxilos libres. Pectinas de bajo metoxilo convencional (LMC): posee un grado de metoxilación por debajo del 50%, forman gel en presencia de iones calcio y otros cationes polivalentes. La cantidad de pectina que se necesita para la formación de estos geles disminuye con el grado de metoxilación. La fuerza de los geles ligados por iones depende de su grado de metoxilación y se ve muy afectada por el peso molecular de las pectinas. Figura 4. Pectina de bajo metoxilo (LMC)

Fuente: OBIPECTIN. [en línea]. [Consultado el 23 de abril de 2011]. Disponible en http://www.obipektin.ch/e/produkte/set_pektin.htm

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La pectina de bajo grado de esterificación se clasifica según su reactividad con iones calcio en: a) Pectina rápida: Posee alta reactividad con iones calcio, contiene un grado de esterificación aproximadamente del 30% y un grado de amidación del 20%. b) Pectina rápida media: Posee una reactividad media con iones calcio, contiene un grado de esterificación aproximadamente del 32% y un grado de amidación del 18%. c) Pectina lenta: Posee una reactividad media con iones calcio, contiene un grado de esterificación aproximadamente del 35% y un grado de amidación del 15%. 3) Pectinas de bajo metoxilo amidada (LMA): Pueden tener por encima del 25% de grupos amidados en su estructura y esto cambia las características de temperatura y textura. En este tipo de pectina algunos de los grupos restantes de ácido galacturónico han sido transformados en amida. Las propiedades útiles pueden variar con la proporción de unidades éster y amida y con el grado de polimerización. Figura 5. Pectina de bajo grado de esterificación amidada

Fuente: OBIPECTIN. [en línea]. [Consultado el 23 de abril de 2011]. Disponible en http://www.obipektin.ch/e/produkte/set_pektin.htm De acuerdo a la composición química de la cadena polimérica: - Galacturonanos: Polímeros de ácido galacturónico. - Ramogalacturanos: Polímeros mixtos de ácido galacturónico y ramnosa, son los principales constituyentes de las sustancias pécticas. - Arabinogalactanos: Polímeros mixtos de arabinosa y galactosa.

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- Arabinanos: Polímeros de arabinosa.19 De acuerdo al proceso de extracción de las pectinas: • Pectinas solubles en agua. • Pectinas quelato – solubles: Extraídas con soluciones quelantes de calcio. 5.2.3 Uso de pectina en los alimentos Como un constituyente en todas las plantas terrestres, la pectina ha sido parte de la dieta humana desde el origen del hombre. La pectina se ha evaluado y declarado no tóxico por el JECFA (El comité mixto FAO/OMS de expertos en aditivos alimenticios). Un grupo no especificado fue establecido para pectinas y las pectinas amida, lo que significa que desde un punto de vista toxicológico no hay limitaciones sobre el uso de las pectinas y las pectinas amidadas. En la mayoría de los países, las autoridades legislativas alimenticias, reconocen a la pectina como un aditivo alimenticio valioso e inofensivo. Estos deben regular los niveles permitidos de uso dependiendo de una buena práctica en la fabricación.20 5.2.4 Materia prima de la pectina La cantidad y la composición de la pectina contenida en plantas es diferente de una variedad de planta a otra. Principalmente, se utilizan las manzanas y frutas cítricas como materia prima para la fabricación de las pectinas comerciales. Las pectinas cítricas se derivan de la cáscara de limón y de lima y en menor grado, de naranja y pomelo. La cáscara cítrica es un subproducto del zumo y del prensado de aceite y contiene una gran proporción de pectina con las propiedades deseadas. La cáscara de manzana, el residuo que se obtiene después de la obtención del zumo de manzana, es la materia prima para pectinas comerciales de manzanas. Normalmente, estas son más oscuras de color (sombra castaño) que las pectinas cítricas, pero en propiedades funcionales no hay diferencias esenciales. Las pectinas a partir de las cáscaras de naranja se pueden obtener por un proceso 19

MIRANDA, M.E. Características, producción y utilización de pectinas. Madrid, 1993. FAO. [en línea]. [Consultado el 5 de marzo de 2011]. Disponible http://www.fao.org/ag/agn/jecfa/index_es.stm

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en

en el cual estas se someten a una extracción en contracorriente con una solución que tenga un solvente inmiscible en agua para extraer los azucares, los aceites esenciales y los bioflavonoides. Las cáscaras tratadas con el solvente se secan para producir un material rico en celulosa y pectina. 21 5.3 PROPIEDADES FÍSICO – QUÍMICAS DE LA PECTINA Las pectinas son estandarizadas por los fabricantes para asegurar que los usuarios siempre consigan la misma fuerza de gel en sus productos y en el mismo punto del proceso de producción, siempre fue la pectina se use bajo las mismas condiciones constantes. El aspecto físico que deben presentar las pectinas es: Forma: polvo grueso o fino Color: blanco o de color amarillento crema. Sabor: mucilaginoso Olor: casi inodoro Solubilidad: casi completamente soluble en agua; forma una solución viscosa, opalescente coloidal que fluye rápidamente. Es prácticamente insoluble en alcohol y en otros solventes orgánicos. 5.4 CONTROL DE CALIDAD Determinación de la pureza. El contenido de la pectina pura se determina con el tanto por ciento del ácido anhidrogalacturonico por métodos oficiales del Food Chemical Codex o Nacional Formulary. Este método involucra el lavado de la pectina en una mezcla de ácido clorhídrico y 50% de alcohol que extrae el azúcar y las sales, y convierte la pectina en su forma ácida. Si el contenido que se calcula del ácido anhidrogalacturonico es una muestra pura de alcohol/ácido es bajo (aproximadamente menos del 70%), esto indica la presencia de material no urónico del ácido polisacárido en la pectina, o pectina de baja pureza y a menudo de bajo poder gelificante. Las pectinas cítricas de gran pureza tienen un porcentaje de ácido anhidro galacturónico mayor al 74% que es el límite inferior indicado en las especificaciones NF.

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CCI. [en línea]. [Consultado el 18 de febrero de 2011]. Disponible en http://www. redalyc.uaemex.mx/redalyc/pdf/215/21512902.pd

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5.6 NORMAS TÉCNICAS Los fabricantes de mermeladas, jaleas, y jugos naturales deben exigir para la utilización de las pectinas, que estas cumplan con las especificaciones aceptadas internacionalmente por el Código Químico Alimenticio además debe tenerse en cuenta la norma ICONTEC 1582 del Instituto Colombiano de Normas Técnicas sobre industrias alimentarías, emulsificantes, estabilizantes y espesantes. 22 5.7 UTILIZACIÓN DE PECTINA A NIVEL AGROINDUSTRIAL. 5.7.1 Aplicaciones alimenticias La pectina es antes que nada un agente gelificante y se usa para dar una textura gelificada a los alimentos, principalmente en alimentos basados en fruta, la capacidad gelificante también se utiliza para estabilizar alimentos multifacéticos, ya sea en los productos finales o en una fase intermedia del proceso. 5.7.1.1 Mermeladas y jaleas La pectina HM requiere del 55 - 85% de azúcar y un pH 2.5 - 3.8 para gelificar. Estos requerimientos limitan los posibles usos de la pectina HM como un agente gelificante en productos de fruta edulcorados y sobre el 80% de la producción mundial de la pectina HM se usa en la fabricación de mermeladas y jaleas, donde se añade la pectina para complementar la falta de pectinas naturales. El papel de la pectina es el de dar una textura a la mermelada o a la jalea que permita el transporte sin cambios, que de un buen sabor, y que minimice la sinéresis. Durante la fabricación de una mermelada la pectina debe asegurar una distribución uniforme de las partículas de fruta en el producto desde el momento que cesa la agitación mecánica, la pectina debe gelificar rápidamente después de la operación de rellenado. Las concentraciones de uso para la pectina varían desde el 0.1 - 0.4 en mermeladas y jaleas. 23 5.7.1.2 Preparación de frutas para yogur Las pectinas de bajo grado de esterificación se usan frecuentemente en las preparaciones de fruta para los yogures creando una textura suave y parcialmente tixotrópica, suficientemente firme para asegurar la distribución uniforme de la fruta y que a la vez permite que la preparación de fruta se mezcle fácilmente con yogur. 22

Extracción de pectina a partir de la cáscara de mango y maracuyá. Tesis de grado. Universidad San Buenaventura. Cali. 2001. 23 RÁMIREZ, op. cit.

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Posteriormente, la pectina puede especialmente si esta combinada con otras gomas, reducir la migración del color en el yogur. 5.7.1.3 Golosinas Las pectinas de alto grado de esterificación se usan principalmente dentro de la industria para hacer gomas de fruta y rellenos, aromatizados con componentes de frutas naturales y / o sabores sintéticos. En combinación con agentes montadores se usa también como un texturizarte para productos aireados con sabor de fruta. Comparada a otros agentes gelificantes normalmente usados para golosina, la pectina requiere una estricta observancia de la receta y de los parámetros de producción, pero ofrece la ventaja de una textura y una sensación de la boca muy fino, un sabor sumamente bueno y una compatibilidad con los procesos modernos en continuo debido a una gelificación rápida y controlada. 5.7.1.4. Aplicaciones farmacéuticas La habilidad de la pectina para añadir viscosidad y estabilizar emulsiones y suspensiones es utilizada en varias preparaciones liquidas farmacéuticas. La pectina tiene además distintos efectos biológicos valiosos, siendo el más famoso el efecto anti – diarreico, las suspensiones, polvos, o pastillas anti diarrea, contienen a menudo una mezcla de caolín, pectina y un antibiótico. Además se caracteriza por tener efectos benéficos en: - Tratamiento de heridas, mediante la preparación de apósitos y vendajes, facilitando la cicatrización de las heridas. - Transfusiones sanguíneas, como sustituto del plasma sanguíneo. - En la preparación de insulina. - En la preparación de penicilina, para reducir el grado de absorción. - Prolonga la acción de la adrenalina, hormonas naturales, estreptomicina, efedrina, etc. - Preparación de ungüentos para úlceras de la piel. - Tratamientos de choques traumáticos. - Regulador del tracto intestinal.

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- Para el tratamiento intravenoso del shock. - Buen aglutinante de la sangre, por lo cual es usada en el tratamiento de hemorragias intestinales; sin embargo no conviene utilizar la solución de pectina en exceso por que se forma en el organismo un compuesto de naturaleza desconocida.24 5.7.1.5 Cosméticos y productos de aseo -Pastas dentífricas -Absorbentes en jabones 5.7.1.6 Metalmecánica - Endurecimiento del acero u otras aleaciones, puede usarse una solución de 0.2 a 4%, la pectina es más ventajosa que los aceites debido a que la operación se regula con facilidad cambiando las concentraciones. - Recubrimiento de láminas de aluminio. 5.7.1.7 Otras industrias. - En la industria de plásticos y fabricación de productos espumantes como agentes de clarificación y aglutinantes. - Preparación de fibras. - Fabricación de papel celofán y cintas de adorno. - Para la preparación de sustancias adhesivas en sustitución de la dextrina.25

5.8 AGENTES GELIFICANTES Y ESPESANTES Son sustancias capaces de formar geles, (conocidas como gomas hidrosolubles o hidrocoloides), porque se disuelven o se dispersan fácilmente en el agua y 24

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SALDARRIAGA, op. cit.. CASTAÑEDA, Edison. [en línea]. [Consultado el 18 de abril de 2011]. Disponible en

http://www.monografias.com/trabajos59/obtencion-pectina/obtencion-pectina2.shtml

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producen un aumento en la viscosidad, estas se usan aproximadamente al 1% en concentraciones bajas o en algunos casos alcanzan la gelificación de la solución. El gel es un estado intermedio entre una solución líquida y su estado sólido; es un estado difásico constituido por una red macromolecular tridimensional sólida que retiene entre sus mallas una fase líquida. Los espesantes y gelificantes de origen natural se clasifican en: a) Gomas de origen vegetal, esencialmente de naturaleza glucídica. b) Gomas de origen animal de naturaleza proteica (caseinatos y gelatina). El poder espesante varía de acuerdo a la procedencia o naturaleza de la sustancia utilizada. En el Tabla 2 se ilustra los diferentes tipos de aditivos empleados en alimentos con características según su origen. Tabla 2. Aditivos según su origen

Fuente: TAMAYO, Ricardo. Extractos, Exudados más importantes utilizados en la industria. [en línea]. [Consultado el 7 de mayo de 2011]. Disponible en http://www.slideshare.net/Mockje/report-pectine-colombia-spaans-4526567 5.9 Espectroscopia infrarroja

La espectroscopia infrarroja se basa en el hecho de que las moléculas tienen frecuencias a las cuales rotan y vibran, es decir, los movimientos de rotación y vibración moleculares tienen niveles de energía discretos. Las frecuencias resonantes o frecuencias vibracionales son determinados por la forma de las superficies de energía potencial molecular, las masas de los átomos y, eventualmente por el acoplamiento vibracional asociado. Para que un modo

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vibracional en una molécula, sea activa al IR, debe estar asociada con cambios en el dipolo permanente. Cada sustancia presenta un espectro como consecuencia de las vibraciones de los grupos funcionales que la conforman; estas vibraciones pueden ser de estiramiento, estrechamiento, blandeo, tijereteo y sus frecuencias se calculan como si se tratara de un oscilador armónico. Las diferentes frecuencias obtenidas generan un espectro que es característico de cada sustancia; se podría decir que es su huella digital.

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6. MERCADOS DE LA PECTINA

6.1 DESCRIPCIÓN DEL MERCADO DE PECTINA La pectina es un aditivo muy importante en los alimentos, usado en el procesamiento de frutas, vegetales y en las industrias farmacéuticas. Anualmente se producen aproximadamente 35000 toneladas métricas de pectina en el mundo; El uso de pectina en mermeladas de alto contenido de azúcar es una de las más conocidas aplicaciones a uno de los mercados más grandes para la pectina. Las pectinas de alto metoxilo, en orden decreciente de su porcentaje de esterificación y de su rapidez en la formación del gel, se clasifican comercialmente en los siguientes tipos: - Ultra Rapid Set (URS) 150° SAG*. - Rapid Set (RS) 15° SAG *. - Medium Rapid Set (MRS) 150° SAG*. -Slow Set (SS) 150° SAG*. 26 Las pectinas de alto metoxilo son usadas solamente en jaleas estándar por encima del 60% de sólidos solubles. Algunos países, ahora, permiten reducir el azúcar hasta el 30-55% de sólidos solubles o un porcentaje aún inferior. La selección de la pectina correcta es importante (la que es efectiva al contenido de menor cantidad de sólidos solubles y la de más sensibilidad al calcio, será la pectina que debe usarse) pero el contenido en fruto es también importante. Pueden prepararse gamas de glaseados para pastelería y flanes, mediante una formulación con pectina de bajo metoxilo amidada y secuestrante de calcio como difosfatos. En el mundo, los mayores productores de pectina, producen más de 8 mil toneladas anuales. Por su parte, Colombia importó en el año 2010, unos 463.411,27 kilogramos del químico, con una inversión aproximada de US$ 2.335.000.000. Ver Figura 8. El mercado de la pectina en Colombia está enfocado principalmente a la industria de alimentos, tales como: mermeladas, gelatinas, yogures, postres y todo aquel 26

GAVIRIA, Nadia Catalina. Extracción a escala laboratorio de la pectina del Maracuyá y escalado preliminar a planta piloto. [en línea]. [Consultado el 12 de febrero de 2011]. Disponible en http://www.buenastareas.com/ensayos/Analisis-Mercado-Pectina/355734.html

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alimento que necesite una consistencia en su preparación. Lo importante aquí es destacar que esta sustancia en su gran mayoría es importada; se tiene conocimiento que en los últimos años se han creado empresas dedicadas a la producción de pectina con el fin de satisfacer la demanda interna , siendo relevante para el desarrollo económico del país. Debido a la alta demanda de este producto, las empresas establecidas no alcanzan a suplirla, por ello la importación sigue siendo predominante, esto conlleva a que los precios sean muy elevados en el mercado. Representando una gran oportunidad para incursionar en el. Figura 6. Países productores de pectina

Fuente: MERCOSUR [en línea]. [Consultado el 23 de mayo de 2011]. Disponible en

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6.2 DESCRIPCIÓN DEL SECTOR Como se menciona en la descripción del mercado, la pectina en Colombia es principalmente utilizada en la industria de alimentos, específicamente para la producción de mermeladas, dulces, bocadillos, postres y helados entre otros. El sector alimenticio representa una buena parte de la economía nacional, por lo tanto esta ha influenciado poderosamente en ella. Para principios de la década de los noventa representaba una cuarta parte del total de la producción bruta industrial y generando una sexta parte del empleo en el sector industrial en Colombia, lo que demuestra su importancia a nivel macroeconómico para el país, para el año 2011, las empresas que más demandan pectina en el país son: Figura 7. Empresas consumidoras de pectina en el 2011

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Fuente: MERCOSUR [en línea]. [Consultado el 23 de mayo de 2011]. Disponible en

6.4 NECESIDADES DEL MERCADO La industria alimenticia colombiana es muy amplia en cuanto a diversidad de productos, esto conlleva a la utilización de insumos para su procesamiento, dentro de los cuales podemos encontrar la pectina. Pese a la deficiente producción interna y la gran dependencia que hay hacia las empresas extranjeras para la adquisición de esta sustancia lo cual implica altos precios de venta de dicho producto. Es aquí donde se puede percibir la creciente necesidad de la producción a nivel nacional de pectina, debido a que esta puede reducir el precio de la misma. A continuación se mostrara el comportamiento (a nivel local) de algunos de los alimentos (que se consideran clientes) en los últimos 6 años: Mermeladas A continuación se muestra el comportamiento durante los últimos 6 años de la mermelada y jaleas (bocadillos) en la ciudad de Cali incluyendo las empresas de yumbo, en la tabla se muestra las cantidades producidas y vendidas en kilogramos: Tabla 3. Comportamiento y producción de mermelada en la ciudad de Cali. Año

Cantidad Producida

Cantidad vendida

2004

8060

8090

2005

5160

4320

2006

8256

6912

2007

8380

7692

2008

8539

7838

2009

7771

7133

Fuente: Departamento administrativo Nacional de estadístico. DANE. Comportamiento y producción de mermelada en Cali. Título. 2008 y 2009. [Consultado el 23 de abril de 2011]. 45

De la anterior tabla se puede concluir que la producción y ventas de mermelada han presentado variaciones cíclicas, que en los últimos cuatro años no ha sido tan drástica, en cuanto al año 2011 se espera que las ventas aumenten debido a que los estudios económicos destacan un crecimiento en la industria alimentaria para este periodo. De lo anterior se puede concluir que la demanda de pectina en los productos de mermeladas y jaleas en la ciudad Santiago de Cali, se ha mantenido estable en los últimos años. Se debe de tener en cuenta que las importaciones de Santiago de Cali en comparación a las de nivel nacional son mínimas, esto da como conclusión de que gran parte del mercado de pectina se encuentra por fuera de Santiago de Cali. O que la pectina que llega al mercado local llegue directamente de la ciudad de Bogotá que es donde se encuentran los mayores distribuidores de pectina. Como conclusión se puede observar que el comportamiento del sector alimenticio en la ciudad de Cali, específicamente en los futuros cliente potenciales ha tenido un comportamiento estable (con fluctuaciones, pero no drásticos), suponiendo que hay una relación del crecimiento de pectina con el crecimiento del sector alimenticio, no hay congruencia con los datos de consumo de pectina locales. En cuanto a la viabilidad del proyecto es necesario no solo acaparar el mercado local sino que se hace necesario lograr acceder de manera rápida y oportuna al mercado nacional especialmente Bogotá. Otra alternativa puede ser establecer la planta de producción en Santafé de Bogotá, debido a que es el lugar donde se encuentran la mayoría de clientes y es el sitio donde más se consume y se importa pectina. Figura 8. Empresas que controlan el mercado de la pectina

Fuente: Unidad IZTAPALAPA. Extracción de pectina de alto metoxilo a partir de Nopal. Universidad Autónoma Metropolitana. [citado el 28 de marzo de 2011] disponible en: http://www.slideshare.net/Mockje/report-pectine-colombia-spaans4526567

46

7. METODOLOGÍA

7.1 TIPO DE ESTUDIO Se realizó un estudio exploratorio investigativo en las instalaciones de la Universidad San Buenaventura, Cali, el cual se debió realizar en días diferentes debido a la baja calidad en cuanto a descomposición de cáscara de naranja, suministrada por el proveedor. El tipo de estudio de conocimiento científico (observación, descripción y explicación) en el que se tenía un objetivo muy claro y a través de investigaciones previas se logró sintetizar las experiencias vividas. 7.2 PROCEDIMIENTO 7.2.1 Obtención de la pectina Para la obtención de pectina, se realizó un trabajo de laboratorio que consistió en obtener primero la cáscara de naranja. Luego se realizó un lavado previo a las cáscaras y se retiró su corteza manualmente, dejando el albedo, que debe ser cortado en pequeños trozos de un tamaño aproximado de 2 a 5 cm. Posteriormente, se pesó una muestra de 2 kilogramos de albedo la cual fue llevada a un beaker de 1000 ml, a esta muestra se le agregó 200 gramos de ácido tartárico al 0.1, y agua destilada hasta enrasar la muestra. Se calentó a una temperatura aproximada de 40°C y se agitó durante 30 minutos en una plancha agitadora. Posteriormente, se filtró la muestra separando así los sólidos de los líquidos; el residuo sólido pasó a una estufa a una temperatura de 60°C. El líquido resultante del filtrado pasó a un beaker de 1000 ml donde se le agregó 3 litros de alcohol etílico al 95% con 4.2 mililitros de HCL, se agitó con un magneto en la estufa agitadora, donde fue enfriado. Sometido 30 minutos de reposo la pectina formó un precipitado, facilitando la filtración por medio de un lienzo. Luego la pectina fue prensada nuevamente eliminando así una gran cantidad de agua acidulada y se procedió a lavar con etanol para prensarla nuevamente repitiendo el procedimiento tres veces. La pectina obtenida se colocó en un horno a una temperatura de 60°C durante 10 horas y posteriormente se pasó por un molino de bolas para su pulverización este procedimiento debe realizarse en forma continua para así ser envasada a un recipiente hermético.

47

7.2.2 Determinación del rendimiento de los productos obtenidos (Pectina) De acuerdo a los resultados obtenidos en el proceso de extracción, se caracteriza el producto final que presenta mayor rendimiento, con el fin de determinar las características principales de la pectina, según el siguiente parámetro: Rendimiento en peso: Se determina por la relación del peso de pectina obtenida (w2) y el peso inicial de la muestra procesada (w1), mediante la siguiente expresión:

(Estrada, 1998)

7.2.3 Evaluación físico-química Se utilizó para evaluar las muestras obtenidas las pruebas de: espectrofotometría infrarroja y determinación del punto de fusión. 7.2.3.1 Espectrofotometría infrarroja Se utilizó esta prueba para constatar la presencia de los grupos funcionales de la pectina: grupo C=O carboxilo;-OH carboxilo; C-O-C. 7.2.3.2 Punto de fusión Para la determinación del punto de fusión de la sustancia se introduce una pequeña muestra en un tubo capilar cerrado por un extremo que se una a la varilla del termómetro, de modo que la altura de la sustancia contenida en el tubo rebase el bulbo de aquél. Luego se sumerge el termómetro en un baño de calefacción y se comienza a calentar lentamente, hay que observar la temperatura a la cual empieza a fundir y la temperatura a al cual acaba de fundir. Para saber si la muestra ha fundido bien se considera que lo hace cuando su intervalo de fusión es 1ºC a 2ºC a lo sumo. Es importante que la muestra sólida este muy seca y finamente dividida, también es importante no colocar una cantidad excesiva. Así como hay que considerar que el tubo capilar no debe exceder de 1mm de diámetro.

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7.3 EVLUACION ECONOMICA DE LA OBTENCION DE LA PECTINA Con los datos obtenidos del laboratorio se analizaron en primera instancia los costos unitarios que al ser comparados con el precio de venta nos muestra una baja rentabilidad al realizar este proyecto con estos insumos , No obstante para corroborar la no viabilidad financiera, se elabora un análisis económico y financiero, el cual parte de la definición de la inversión, seguida de la proyección de los ingresos y los egresos para la construcción del flujo de caja, el estado de resultados y la viabilidad (tasa interna de retorno, valor presente neto, rentabilidad, punto de equilibrio y beneficio – costo.

49

8. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 8.1 PROCESO PARA LA OBTENCIÓN DE PECTINA A PARTIR DE CÁSCARA DE NARANJA (CITRUS SINENSIS). Figura 9. Proceso de obtención de pectina a partir de naranja, proceso realizado en el laboratorio de la Universidad San Buenaventura. Cali.

Fuente: Las autoras.

50

8.1.1. Obtención y selección de materia prima La materia prima fue recolectada en un puesto de venta de jugo de naranja ubicado en las afueras de la Escuela Nacional del Deporte cerciorándose que la fruta a utilizar debe ser sana, la madurez debe ser intermedia, la corteza no debe presentar magulladuras y partes en estado de descomposición; esto permite tener un buen rendimiento y buena calidad de pectina. La cantidad recolectada para las pruebas del laboratorio es de 2kg. Foto 3. Cáscara de naranja seleccionada

Fuente: las autoras. Laboratorio extracción de pectina, a partir de cáscaras de naranja. Instalaciones de la Universidad San Buenaventura. Cali 8.1.2 Lavado Durante 10 minutos con agua a 60 °C se sometió a las cáscaras a un lavado, para eliminar sustancias solubles en agua caliente, las cuales alteran sus características organolépticas, es decir, puede la pectina adquirir mal sabor y olor. Así mismo se inactivaron las enzimas y microorganismos que puedan degradar la pectina 8.1.3. Extracción de pectina 8.1.3.1 Acidificación del medio Se retiró la corteza de la cáscara de la naranja manualmente, dejando el albedo, que debe ser cortado en pequeños trozos de un tamaño aproximado de 2 a 5 cm. Posteriormente, se pesaron cuatro muestras de 500 gramos de cáscara de naranja la cual fue llevada a un beaker de 1000 mililitros, a estas muestra se le agregaron 200 gramos de ácido tartárico al 0.1%, y agua destilada hasta enrasar las muestra con el fin de acidificar el medio. Se calentaron a una temperatura aproximada de 40°C no debe superar los 65°C ya qu e la pectina es muy susceptible de degradación a temperaturas altas, luego se agitaron durante 30 minutos en una plancha agitadora. Se utilizó agua destilada con el propósito de

51

eliminar especialmente los iones calcio, los cuales tienen un efecto negativo en el rendimiento del proceso. Posteriormente, se filtró la muestra separando así los sólidos de los líquidos; los residuos sólidos pasaron a una estufa a una temperatura de 60 °C, estos sólidos pueden ser utilizados para otros fines como la obtención de fibra. El peso de los sólidos de las muestras fueron: muestra1: 243 gramos, muestra 2: 212.8 gramos, muestra 3: 264.4 gramos y muestra 4: 255.0 gramos, El peso de los líquidos resultantes fueron para muestra 1:250 mililitros, muestra 2: 200 mililitros, muestra 3: 215 mililitros, muestra 4: 210 mililitros.

Foto 4. Exposición del albedo de la naranja, listo para ser utilizado

Fuente: las autoras. Laboratorio extracción de pectina, a partir de cáscaras de naranja. Instalaciones de la Universidad San Buenaventura. Cali Foto 5. Muestras de albedo más ácido tartárico en calentamiento de plancha agitadora.

52

Fuente: las autoras. Laboratorio extracción de pectina, a partir de cáscaras de naranja. Instalaciones de la Universidad San Buenaventura. Cali 8.1.3.2 Hidrólisis ácida Los líquidos resultantes del filtrado pasaron a un beaker de 1000 ml, donde se le agregó 1.2 litros de alcohol etílico al 97% con 4.2 mililitros de HCL, se agitó con un magneto en la estufa agitadora, donde se dejó enfriar por 30 minutos, la pectina formó un precipitado proceso en que la protopectina (insoluble en agua) presente en la materia prima se transforma en pectina (soluble en agua), facilitando la filtración por medio de un lienzo.

Foto 6. Precipitación de pectina luego de 30 minutos en la plancha agitadora

53

Fuente: las autoras. Laboratorio extracción de pectina, a partir de cáscaras de naranja. Instalaciones de la Universidad San Buenaventura. Cali 8.1.3.3 Prensado y lavado Luego las muestras de pectina fueron prensadas eliminando así una gran cantidad de agua acidulada, se procedió a lavar con 800 mililitros de propanol al 60%, repitiendo el procedimiento tres veces. El peso de las pectinas después de haber sido sometidas al lavado y prensado fueron muestra 1: 15.30 gramos muestra 2: 8.64 gramos muestras 3: 5.80 gramos y muestra 4: 6.70 gramos.

Foto 7. Prensado de la pectina en lienzo.

Fuente: las autoras. Laboratorio extracción de pectina, a partir de cáscaras de naranja. Instalaciones de la Universidad San Buenaventura. Cali

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8.1.3.4 Secado Las muestras de pectina obtenidas se colocaron en un horno a una temperatura de 60°C controlándola durante 10 horas tiempo sufi ciente para secarla totalmente y así obtener pectina sólida. Peso de las muestras de las pectinas después de 10 horas de secado: muestra 1: 7.5 gramos, muestra 2: 3.75 gramos, muestra 3: 3.21 gramos y muestra 4: 5.1 gramos. Para un total de pectina de 19.56 gramos. Foto 8. Muestra de pectina después de lavado y prensado

Fuente: las autoras. Laboratorio extracción de pectina, a partir de cáscaras de naranja. Instalaciones de la Universidad San Buenaventura. Cali

8.1.3.5 Molienda Por último pasa por un molino de bolas para su pulverización, este procedimiento debe realizarse en forma continua para así ser envasada en un recipiente hermético. Foto 9. Pectina después de las 10 horas en el horno

55

Fuente: las autoras. Laboratorio extracción de pectina, a partir de cáscaras de naranja. Instalaciones de la Universidad San Buenaventura. Cali 8.2 RENDIMIENTO DE PRODUCCIÓN DE LA PECTINA OBTENIDA A PARTIR DE LA CÁSCARA DE LA NARANJA. Rendimiento en peso: Se determina por la relación del peso de pectina, obtenida (w2) y el peso inicial de la muestra procesada (w1), mediante la siguiente expresión:

RENDIMIENTO %= (W2/ W1)* 100

(Estrada, 1998)

W1:2OOO gr W2:19-56 gr Rendimiento: 19.56gr: 0.978%

56

2000gr

Tabla 4. Resultados obtenidos de pectina

Peso en gramos Gramos de pectina obtenida Rendimiento en peso

Muestra 1 500

Muestra 2 500

Muestra 3 500

Muestra 4 500

7.5 gr

3.75 gr

3.21 gr

5.1 gr

1.5%

0.75%

0.64%

1.02%

0.98%

Según Estrada (1998), la desviación relativa menor de 5% indica que el procedimiento es reproducible. El rendimiento en peso que resulta de la obtención de la pectina es del 0.98%. Para conocer que tan positivo fue el resultado en cuanto a rendimiento, se realizó una comparación con los rendimientos obtenidos de otros frutos: Tabla 5. Rendimiento de pectina de varios frutos FRUTO % Pectina Toronja 9,24 Naranja agria 9,99 Maracuyá amarillo 5,38 Maracuyá rojo 5,18 Limón mandarina 4,07 Fuente: CRUZ, Santiago. Rendimiento de la pectina. [en línea]. [Consultado el 28 de mayo de 2011]. Disponible en www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r22061.DOC La comparación revela que el rendimiento obtenido fue bajo, se puede observar que a pesar de haber realizado la metodología con 2 kg de albedo los rendimientos de pectina no alcanzan el 8 o 10% que se reporta en la literatura y en comparación con otros frutos es un el porcentaje mas bajo, se debe reevaluar la metodología aplicada para analizar incongruencia en el proceso o factores que hubieran podido afectar el proceso de obtención de pectina

8.3 EVALUACIÓN FÍSICO-QUÍMICA DE LA PECTINA OBTENIDA A PARTIR DE LA CÁSCARADE NARANJA

57

8.3.1. Espectro infrarrojo El laboratorio Ángel Bioindustrial analizó y evaluó las muestras obtenidas en el laboratorio de la Universidad de San Buenaventura Cali vs una muestra de pectina pura obtenida de la empresa Quimerco, la cual es la empresa de mayor distribución a nivel mundial de pectina. Para la interpretación de huella digital de los grupos funcionales de la pectina tanto pura como la no pura (pectina) se basó en la tabla de frecuencias características de absorción IR de grupos funcionales. Tabla 6. Frecuencias características de absorción IR de grupos funcionales Grupo

C-H

Clase de compuesto

C=O

C-O

O-H

Intensidad

Alcano

2965-2850

fuerte

Alqueno

3095-3010 (tensión)

media

Alquinos

3300 (tensión)

fuerte

Aromático

3050- 3150 (tensión)

fuerte

2900-2820

débil

Aldehído

C-C

Región (cm-1)

2775-2700

débil

Alcano

700-1200 (sin utilidad)

débil

Alqueno

1680-1620

variable

Alquinos

2260-2100

variable

Cetonas

1725-1705

fuerte

Aldehídos

1740-1720

fuerte

Ácidos Carboxílicos 1725-1700

fuerte

Esteres

1750-1730

fuerte

Amidas

1700-1630

fuerte

Anhídridos

1850-1800

fuerte

Alcoholes, esteres 300-1000 Ácidos Carboxílicos. Éteres

fuerte

Alcoholes

3400-3200

fuerte y ancha

Ac. Carboxílicos

3300-2500

fuerte y ancha

Fuente: RAYMOND, C Rower Paul.; J sehstey and Siand.The hadbook of farmaceutical excipients. Editorial Farmaceutical Press. Quinta edición. 2009. Tabla 7. Datos obtenidos de la espectroscopia infrarroja

58

PICO

INTENSIDAD

1

671.18

79.196

2

848.62

81.857

3

910.34

74.85

4

987.49

70.274

5

1049.2

71.444

6

1234.36

88.546

7

1319.22

89.396

8

1427.23

89.668

9

1604.66

93.921

10

1735.81

93.199

11

2939.31

93.042

12

3325.05

88.407

13

3371.34

89.497

14

3556.49

94.752

Fuente: las autoras con base en la experiencia en el laboratorio

Figura 10. Espectro infrarrojo sustancia pura

Fuente: Las autoras, muestra analizada por laboratorio Ángel Bioindustrial. Cali

59

Tabla 8. Resultados fisicoquímicos sustancia pura

Fuente: Fuente: Las Bioindustrial. Cali.

autoras,

muestra

analizada

por

Tabla 9. Datos obtenidos de espectrometría infrarrojo

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

PICO 663.47 910.34 1010.63 1226.64 1643.24 1728.1 2669.3 2900.74 2931.6 3301.91

INTENSIDAD 72.737 79.947 62.963 83.404 84.295 86.778 92.892 91.015 90.694 86.557

Fuente: las autoras con base en la experiencia en el laboratorio

60

laboratorio

Ángel

Figura 11. Espectro infrarrojo pectina no pura

Fuente: Fuente: Las Bioindustrial. Cali.

autoras,

muestra

analizada

por

laboratorio

Ángel

Tabla 10. Resultados fisicoquímicos sustancia no pura obtenida del laboratorio (pectina)

Fuente: Fuente: Las Bioindustrial. Cali.

autoras,

muestra

61

analizada

por

laboratorio

Ángel

Los espectros infrarrojos indican que las dos muestras de pectina son similares en cuanto que presentan picos de los grupos funcionales carboxilo, (C=O y OH) y eter (C-O-C); en la muestra obtenida en el laboratorio algunos picos se solaparon como consecuencia de su baja concentración.

8.3.2 Punto de fusión

Las sustancia pura se descompone a una temperatura de 184 ̊ C y la sustancia no pura obtenida en el laboratorio (pectina) se descompone a una temperatura de 230 ºC sin fundir, lo cual indica que cuando se tiene una sustancia pura el cambio de estado sucede en un rango de máximo dos grados centígrados. Si una sustancia no es pura su intervalo de fusión es mayor de 2°C. Basta una mínima cantidad de impurezas para que esto ocurra. Lo que indica que la muestra no pura obtenida en el laboratorio contiene impurezas no determinadas que debido al bajo rendimiento obtenido y al poco tiempo disponible para el trabajo no se pudo realizar un procedimiento de purificación

62

9. EVALUACIÓN FINANCIERA Y ECONÓMICA DEL PROYECTO

Ante los resultados del bajo rendimiento obtenido en el trabajo de campo, se analizaron en primera instancia los costos unitarios, los cuales al ser comparados por el precio en el mercado reflejan que la producción de pectina utilizando los reactivos del experimento no es rentable. No obstante para corroborar la no viabilidad financiera, se presentan un análisis económico y financiero, el cual parte de la definición de la inversión, seguida de la proyección de los ingresos y los egresos para la construcción del flujo de caja, el estado de resultados y la viabilidad (tasa interna de retorno, valor presente neto, rentabilidad, punto de equilibrio y beneficio – costo. 9.1 COSTOS UNITARIOS Para realizar el estudio financiero y económico primero se requiere obtener los costos unitarios de producción. Para tal fin se parte de los costos obtenidos a través de las pruebas de laboratorio. Tabla 11. Costos unitarios escala laboratorio

Insumos Cascara naranja Ac. Tartárico Etanol Propanol HCL

Unidad

Costo

Cantidad

Kilo Libra Litro Mililitro Mililitro

100 22 4761 2.64 10,58

2 200 1.2 600 4.2 Total

Costo total 200 4400 5713 1587 44.4 11,944.4

Fuente: las autoras con base en la experiencia en el laboratorio Los cálculos se hicieron con los siguientes costos: Cascara: $100 kg Ácido tartárico $11000 por libra 1 galón = 3.78 libras 63

Etanol $15.000 galón Propanol $10.000 galón HCL $40.000 galón $11.944, 4 costó solo en materiales obtener 19 gramos. Si este valor se lleva a un kilo (1000 gramos) correspondería a $628.653 Valor considerado muy alto frente al precio de venta que es de $65.000 el kilo. Considerando que los costos corresponden a las pruebas de laboratorio y que adquirirlo en baja cantidad es más costoso que comprándolo en altos volúmenes, se obtuvieron los precios al por mayor, los cuales están un 20% por debajo de los presentados anteriormente. Estos son: Cascara $100 kg Ácido tartárico $8800 libra Etanol: $12000 galón Propanol: $12000 galón. HCL: $32000 galón. Tabla 12. Costos a escala industrial

Insumos Cascara naranja Ácido Tartárico Etanol Propanol HCL

Unidad Kilo Libra Litro Mililitro Mililitro

Costo 100 17.6 3174 2.11 8.46

Costo Cantidad total 2 200 200 3520 1.2 3808 600 1266 4.2 35.5 Total 8,829.5

Fuente: las autoras

Con un precio más bajo en los materiales el costo baja a $8.829,5 los 19 gramos, lo que equivaldría a un costo por kilo de $ 464.711 aún muy por encima del precio al que actualmente se está vendiendo y comprando la pectina en el mercado.

64

El anterior análisis se hizo solo con los costos de los insumos, es decir, sin incluir mano de obra y costos administrativos, y desde esta perspectiva no es viable producirlo. Sería importante seguir trabajando con otros materiales buscando la economía en su producción. Para complementa este análisis se halló la relación beneficio costo con base en la información del precio y los costos: Precio/Costo = 65000/464.711 = 0.14 Esta relación debe ser superior a 1, el resultado es inferior demostrando que el proyecto no es viable. No se incluyen otros costos para este análisis porque desde el inicio se percibe que no hay rentabilidad, tampoco se puede hallar la tasa interna de retorno ni el valor presente neto. 9.2 INVERSIÓN En la inversión no se tiene en cuenta el capital de trabajo porque su cálculo debido a los resultados negativos iniciales presenta un valor descomunal. Partiendo del hecho que el proyecto no es rentable no se consideró este item para no distorsionar los resultados del estudio económico y financiero. Tabla 13. Valor inversión inicial Item Inversiones fijas Inversiones diferidas Total inversión inicial

valor 48.000.030 4.500.000 52.500.030

Fuente: las autoras En los siguientes Tablas se desglosan los valores de las inversiones. Tabla 14. Inversiones fijas Descripción Equipo computo Equipos de comunicaciones Maquinaria y Equipo producción Muebles y Enseres Total

Vida Útil (En Años) 5 5 10 10

Inversión Inicial 1.500.000 200.000 45.100.030 1.200.000

Fuente: las autoras En la siguiente Tabla se desglosa el valor de la maquinaria requerida para la producción.

65

Tabla 15. Inversión en maquinaria y equipo Máquina Tanque abierto

Precio $15’000.000

Bomba neumática Filtro Prensa Bomba desplazamiento positivo Tamiz rotatorio Banda transportadora Secador de bandejas Molino de bolas Inversión Total maquinaria

$900.000 $ 7’000.000 $900.000 $1’800.000 $ 3’000.000 $1’500.000 $16’000.000 46.100.000

Fuente: URUNET Importación pectina 2011 Tabla 16. Inversión en diferidos Descripción Gastos de constitución sociedad Gastos de montaje Estudio de factibilidad Imprevistos

Amortización Diferidos 1 1 1 1

Inversión Inicial 500.000 3.000.000 500.000 500.000

Fuente: las autoras 9.3 PRESUPUESTO DE INGRESOS Para calcular los ingresos se partió de la demanda total a nivel nacional y se asumió como supuesto que de esa demanda el 30% corresponde al Valle del Cauca, es decir aproximadamente 32.000 kilos. Tabla 17. Demanda de pectina a nivel nacional

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Empresa

Unidad

Cantidad (KG)

Quimerco S.A.

KILOGRAMO

24.225,00

Gaseosas Posada Tobón S.A.

KILOGRAMO

24.000,00

Alpina Productos Alimenticios S.A.

KILOGRAMO

14.674,00

T-Vapan 500 S.A.

KILOGRAMO

31.845,00

Danisco Colombia Ltda. Surtiquímicos Ltda.

KILOGRAMO KILOGRAMO

7.275,00 3.000,00

TECNAS S.A

KILOGRAMO

200

Total General:

105.219,00

Fuente: las autoras Teniendo en cuenta que se supliría la demanda de pectina del Valle del Cauca, se estima que el primer año se estaría llegando a la mitad del mercado, es decir 16.000 kilos. Cabe anotar que los distribuidores compran la pectina que se les ofrezca siempre y cuando cumpla con los requisitos exigidos por el productor. Es decir, existe un mercado insatisfecho porque actualmente el producto se está importando. tablaTabla 18. Proyección de las ventas CONCEPTO

Año 1

Año 2

Año 3

Año 4

Año 5

PECTINA (kilos)

16.000

19.200

22.400

25.600

28.800

Precio

65.000

68.250

71.663

75.246

79.008

Total ingresos

1.040.000.000 1.310.400.000 1.605.240.000 1.926.288.000 2.275.427.700

Fuente: las autoras La producción es de 63 kg diarios. 9.4 PRESUPUESTO DE EGRESOS Los egresos se presentan a continuación en el siguiente orden: los costos variables, los costos de personal y nómina, la depreciación y los costos generales. El costo unitario frente al precio de venta es de 967.16%, con el cual se calculó el costo de materia prima y que es el primer resultado negativo que deja sin soporte cualquier factibilidad. Sin embargo, se insiste en mostrar el resto de los resultados. No hay costos financieros porque ningún inversionista ni entidad financiera aportaría o apoyaría este proyecto.

67

Tabla 19. Costos variables CONCEPTO Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5 Costos materia prima e insumos 10.056.800.000 12.671.568.000 15.522.670.800 18.627.204.960 22.003.385.859 Mano obra directa 21.776.710 22.865.545 24.008.823 25.209.264 26.469.727 Costos indirectos de fabricación 12.000.000 12.600.000 13.230.000 13.891.500 14.586.075 Total 10.090.576.710 12.707.033.545 15.559.909.623 18.666.305.724 22.044.441.661

Fuente: las autoras Tabla 20. Costos de nómina AÑO 1 ADMINISTRATIVOS Gerente Secretaria

Cant

Aux. Trans.

1 1.000.000 1 600.000 1.600.000 9% 21,15%

TOTAL Aportes patronales Aportes sociales Prestaciones de ley Vacaciones Cesantías Prima Intereses cesantías TOTAL APORTES GASTO DE PRODUCCION Cant Empleado 1 2 TOTAL Aportes patronales Aportes sociales Prestaciones de ley Vacaciones Cesantías Prima Intereses cesantías TOTAL APORTES

Sueldo

63.600 63.600 127.200

TOTAL

1.063.600 663.600 1.727.200 144.000 365.303

AÑO 1

12.763.200 7.963.200

20.726.400 1.728.000 4.383.634 0

4,17% 8,40% 8,40% 12%

66.720 145.085 145.085 17.410

800.640 1.741.018 1.741.018 208.922

10.603.231 Sueldo 535.600 535.600

Aux. Trans. 63.600 63.600

TOTAL 1.198.400 1.198.400

AÑO 1 14.380.800

14.380.800

9% 21,15%

102.132 253.462

1.225.584

4,17% 8,40% 8,40% 12%

47.321 100.666 100.666 12.080

567.854

3.041.539 0 1.207.987 1.207.987 144.958

7.395.910

Fuente: las autoras

68

Tabla 21. Total nómina ADMINISTRATIVOS Sueldos

Año 1

Año 2

Año 3

Año 4

Año 5

20.726.400

21.762.720

22.850.856

23.993.399

25.193.069

Prestaciones sociales

4.491.597

4.716.177

4.951.986

5.199.585

5.459.565

Aportes fiscales

6.111.634

6.417.215

6.738.076

7.074.980

7.428.729

31.329.631

32.896.112

34.540.918

36.267.964

38.081.362

Año 3

Año 4

TOTAL PRODUCCION Sueldos

Año 1

Año 2

Año 5

14.380.800

15.099.840

15.854.832

16.647.574

17.479.952

Prestaciones sociales

3.128.787

3.285.226

3.449.487

3.621.962

3.803.060

Aportes fiscales

4.267.123

4.480.479

4.704.503

4.939.728

5.186.715

21.776.710

22.865.545

24.008.823

25.209.264

26.469.727

53.106.341

55.761.658

58.549.741

61.477.228

64.551.089

TOTAL Total gastos

Fuente: las autoras Tabla 22. Depreciación ACTIVO

INVER INICIAL

Vida útil

Año 1

Año 2

Año 3

Año 4

Año 5

INVERSIONES FIJAS Equipo computo

5

1.500.000

300.000

300.000

300.000

300.000

300.000

Equipos de comunicaciones Maquinaria y Equipo producción

5

200.000

40.000

40.000

40.000

40.000

40.000

10

45.100.030

4.510.003

4.510.003

4.510.003

4.510.003

4.510.003

Muebles y Enseres

10

TOTAL

1.200.000

120.000

120.000

120.000

120.000

120.000

48.000.030

4.970.003

4.970.003

4.970.003

4.970.003

4.970.003

INVERSIONES DIFERIDAS Gastos de constitución sociedad

1

500.000

500.000

0

0

0

0

Gastos de montaje

1

3.000.000

3.000.000

0

0

0

0

Estudio de factibilidad

1

500.000

500.000

0

0

0

0

Imprevistos

1

500.000

500.000

0

0

0

0

4.500.000

4.500.000

0

0

0

0

TOTAL

Fuente: las autoras

69

Tabla 23. Costos Generales Año 1

Gastos Administrativos

Año 2

Año 3

Año 4

Año 5

Honorarios

2.400.000

2.520.000

2.646.000

2.778.300

2.917.215

Arrendamiento

8.160.000

8.568.000

8.996.400

9.446.220

9.918.531

Servicios públicos

2.400.000

2.520.000

2.646.000

2.778.300

2.917.215

Elementos de aseo y cafetería

1.200.000

1.260.000

1.323.000

1.389.150

1.458.608

Útiles y Papelería Otros TOTAL GASTOS

600.000

630.000

661.500

694.575

729.304

1.200.000

1.260.000

1.323.000

1.389.150

1.458.608

15.960.000

16.758.000

17.595.900

18.475.695

19.399.480

12.600.000

13.230.000

13.891.500

14.586.075

Incremento % gastos

5,00%

Servicios públicos área producción

12.000.000

Fuente: las autoras 9.5 FLUJO DE CAJA Con base en los ingresos y egresos se construyó el flujo de caja que presenta datos, desde luego negativos, corroborándose de nuevo la no factibilidad financiera de este estudio. Tabla 24. Flujo de caja CONCEPTO INGRESOS Ingresos por Ventas de Contado Caja inicial Aporte de capital TOTAL INGRESOS

Año 1

0

Año 2

0

1.040.000.000

0

0

52.500.030

0

52.500.030

1.040.000.000

Año 3

Año 4

Año 5

1.310.400.000

1.605.240.000 1.926.288.000 2.275.427.700 -9.097.866.341 20.544.153.999 34.550.960.440 51.345.721.823 0

0 0 0 -7.787.466.341 18.938.913.999 32.624.672.440 49.070.294.123

EGRESOS Costo mercancías Gastos de funcionamiento Gastos de personal Compra de activos fijos Gastos de iniciación y montaje TOTAL EGRESOS SALDO FINAL EN CAJA

10.090.576.710 12.707.033.545 15.559.909.623 18.666.305.724 22.044.441.661 15.960.000

16.758.000

17.595.900

18.475.695

19.399.480

31.329.631

32.896.112

34.540.918

36.267.964

38.081.362

48.000.030

0

0

0

0

0

4.500.000

0

0

0

0

0

52.500.030 10.137.866.341 12.756.687.658 15.612.046.441 18.721.049.383 22.101.922.503 0 -9.097.866.341 20.544.153.999 34.550.960.440 51.345.721.823 71.172.216.626

Fuente: las autoras 9.6 ESTADO DE RESULTADOS Aunque el flujo de caja es muy diciente, se presenta también el estado de

70

resultado donde se evidencian las pérdidas. Tabla 25. Estado de resultados Concepto

Año 1

Año 2

Año 3

Año 4

Año 5

TOTAL VENTAS

1.040.000.000

1.310.400.000

1.605.240.000

1.926.288.000

2.275.427.700

Costo de ventas

10.090.576.710

12.707.033.545

15.559.909.623

18.666.305.724

22.044.441.661

Utilidad Bruta Gastos administrativos

-9.050.576.710 -11.396.633.545 -13.954.669.623 -16.740.017.724 -19.769.013.961

Nomina Aportes sociales Total gasto de personal Gastos de funcionamiento Depreciación Amortización Total gastos administrativos Total gastos Utilidad operacional Impuesto de Renta Utilidad después de impuestos Utilidad por distribuir IMPUESTO RENTA RESERVA LEGAL

20.726.400 10.603.231

21.762.720 11.133.392

22.850.856 11.690.062

23.993.399 12.274.565

25.193.069 12.888.293

31.329.631

32.896.112

34.540.918

36.267.964

38.081.362

15.960.000 4.970.003 4.500.000

16.758.000 4.970.003 0

17.595.900 4.970.003 0

18.475.695 4.970.003 0

19.399.480 4.970.003 0

56.759.634

54.624.115

57.106.821

59.713.662

62.450.845

56.759.634

54.624.115

57.106.821

59.713.662

62.450.845

-9.107.336.344 -11.451.257.661 -14.011.776.444 -16.799.731.386 -19.831.464.806

0

0

0

0

0

-9.107.336.344 -11.451.257.661 -14.011.776.444 -16.799.731.386 -19.831.464.806 -9.107.336.344 -11.451.257.661 -14.011.776.444 -16.799.731.386 -19.831.464.806 33% 10%

Fuente: las autoras 9.7 EVALUACIÓN ECONÓMICA Aunque se conocen los resultados se realizó la evaluación económica, en la cual no se puede calcular la TIR porque no existe para estos datos, el valor presente neto da negativo, al igual que la rentabilidad y el punto de equilibrio, que tampoco existe. Tabla 26. Evaluación económica CONCEPTO

Ventas

0

Año 1

1.040.000.000

Año 2

1.310.400.000

71

Año 3

1.605.240.000

Año 4

Año 5

1.926.288.000

2.275.427.700

Costo mercancía

10.090.576.710 12.707.033.545 15.559.909.623 18.666.305.724 22.044.441.661

Gastos personal Gasto depreciación Gasto amortización

31.329.631

32.896.112

34.540.918

36.267.964

38.081.362

4.970.003

4.970.003

4.970.003

4.970.003

4.970.003

4.500.000

0 0 0 0 -9.091.376.344 11.434.499.661 13.994.180.544 16.781.255.691 19.812.065.326

Utilidad bruta Gastos de funcionamiento Utilidad operacional

15.960.000

16.758.000 17.595.900 18.475.695 19.399.480 -9.107.336.344 11.451.257.661 14.011.776.444 16.799.731.386 19.831.464.806 -9.107.336.344 11.451.257.661 14.011.776.444 16.799.731.386 19.831.464.806

Utilidad neta

Depreciación

4.970.003

Amortización

4.500.000

4.970.003

4.970.003

4.970.003

4.970.003

0 0 0 0 -9.097.866.341 11.446.287.658 14.006.806.441 16.794.761.383 19.826.494.803

Total flujo de caja Flujo de inversión Préstamo

0

Inversiones fijas Inversiones diferidas

-48.000.030

0

0

0

0

9.600.006

-4.500.000

0

0

0

0

0

Total Flujo neto de fondos ANALISIS FINANCIERO

-52.500.030 -52.500.030

TIR

#¡DIV/0!

VPN

52.082.331.012

TIO

10%

B/C

0,00

TVR PE

-100% -6.522.238

FLUJO PARA CALCULAR BENEFICIO COSTO FLUJO DE INGRESOS 0 FLUJO DE EGRESOS -52.500.030 VPN INGRESOS VPN EGRESOS VFI

-9.097.866.341 11.446.287.658 14.006.806.441 16.794.761.383 19.816.894.797

0

0 0 0 0 -9.097.866.341 11.446.287.658 14.006.806.441 16.794.761.383 19.816.894.797

0 52.082.331.012 0

72

NUMERO PERIODOS

5

Fuente: las autoras Los resultados demuestran que el proyecto no es viable financieramente porque los costos de los insumos (reactivos) utilizados superan en más de 900% el precio de venta (importado) de la pectina en el mercado nacional.

10. CONCLUSIONES

Se diseñó el proceso para la obtención de pectina a partir de la cáscara de la naranja, y fue replicable en el laboratorio de la Universidad San Buenaventura, Cali., obteniéndose pectina que luego fue analizada y verificada en pureza. La materia prima con la que se diseñó el proceso pudo intervenir de manera indirecta en el rendimiento de la pectina, debido al lugar de origen y el grado de madurez de la cáscara, lo que se ve reflejado en los datos obtenidos, estos factores son difíciles de controlar en un proceso donde la materia prima proviene de los residuos de empresas productoras de pulpas. El proceso que se siguió arrojó un 1% de rendimiento de pectina, dándonos un bajo porcentaje de producto, comparado con el reportado en literatura que indica de un 8 a 10% de rendimiento, remitiéndonos de nuevo al diseño del proceso, analizando posibles falencias en el proceso. La variación del tiempo de extracción y la temperatura recomendada por la técnica seleccionada para esta investigación no incide en el rendimiento; por el contrario el uso de una temperatura muy alta provoca la desnaturalización de la pectina. Se puede considerar óptima la temperatura empleada y los minutos de extracción. La pectina obtenida presenta resultados positivos frente a las pruebas cualitativas de identificación, no obstante se observa la necesidad de una purificación del producto, las cuales disminuyen su pH y otros compuestos quedan precipitados cuando se solubiliza en agua. El análisis financiero y económico develó que los costos de los materiales para la 73

obtención de la pectina son muy altos en comparación con el precio, razón por la cual es importante indagar con el uso de otros reactivos o buscar alternativas de obtención de los insumos a más bajo costo. Los resultados demuestran que el proyecto no es viable financieramente porque los costos de los insumos (reactivos) utilizados superan en más de 900% el precio de venta (importado) de la pectina en el mercado nacional.

11. RECOMENDACIONES

Los equipos utilizados deben ser construidos de materiales que no reaccionen con los reactivos empleados en el proceso, deben ser de acero-metálico y los materiales de vidrio perfectamente bien lavados para que no suceda ninguna reacción. El agua que se utilice en el proceso de obtención de la pectina no debe contener metales pesados, su contenido de calcio y magnesio debe ser muy bajo. La cantidad de alcohol empleada no debe exceder de la proporción indicada, pues un exceso de alcohol disminuye el rendimiento de pectina y su poder de gelificación. Cuando se deja la pectina almacenada por mucho tiempo su grado de gelificación se va deteriorando. Los residuos del ácido clorhídrico empleado en el proceso de extracción deben ser eliminados completamente, para lo cual se recomienda efectuar tantos lavados como sean necesarios. Se debe explorar otro tipo de métodos diferentes para la purificación del producto final, con el fin de que este sea más competitivo en el mercado. Evaluar una manera más efectiva para recuperar el propanol que se utiliza en el lavado y su reutilización en el proceso

74

Plantear alternativas para reducir costos de inversión, de operación y de administración, que permitan obtener retorno de la inversión y generar utilidades

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