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• Llanos M Luis

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PLANTA PROCESADORA DE HARINA “MIGAHA La Harinera “MIGAHA se ubica en el parque industrial, con dirección: Avenida Tecnológico, cruce con autopista México-lrapuato, en el municipio de Celaya, estado de Guanajuato. Cuenta con una capacidad de producción de 120 Ton/día, y una producción media de 3600 Ton/mes, cuenta con un mínimo de 144 empleados, trabaja las 24 horas del día y opera los 365 días del año. Produce harinas de diferentes tipos, provenientes de algunas variedades de trigo. Para ubicar la planta se consideraron dos aspectos importantes, la producción de la materia prima (trigo) y el consumo del producto (harina); El lugar donde se ubicará la planta se encuentra en el estado de Guanajuato ya que es un punto intermedio, entre los mayores consumidores y el lugar donde se cosecha el trigo, lo cual también reduce los gastos de transporte. DESCRIPCION RELACIONADO CON EL PRODUCTO La importancia del trigo en se basa en tres aspectos fundamentales: a) por la variedad de alimentos que se obtienen; a partir del molido del grano. b) por ser parte importante de la dieta alimentaria de la población y. c) por ser materia prima elemental de la industria harinera. La mayor cantidad de trigo se consume como harina, ya que se utiliza principalmente para la elaboración de productos horneados como el pan, galletas, repostería y pasteles, predominando su uso en la producción del primero. Las características principales que determinan la calidad de panificación de la harina de trigo son: a) La cantidad de proteína que contiene el grano. b) La calidad de la proteína del grano. Los usos principales del producto en la industria de transformación, de acuerdo asus características, se clasifican en los siguientes grupos:

DESCRIPCION RELACIONADA CON EL PROCESO. Cuando el trigo llega del campo, contiene impurezas adquiridas entre la cosecha y el almacenamiento. Debido a las necesidades del proceso y a la presencia de impurezas en el trigo, es necesario realizar una limpieza, por medio de la cual se separan, y el trigo una vez limpio, está listo para el proceso de obtención de harina. El proceso de obtención de harina de trigo, requiere de una serie de operaciones unitarias relacionadas con el tratamiento de los granos de trigo, que van desde su cosecha hasta la molienda. La primera operación que es necesario realizar es la relacionada con el acondicionamiento del trigo, que consiste en la limpieza, caracterización física de los granos y la determinación del contenido de humedad de los mismos. La segunda operación consistirá, dependiendo del contenido de humedad que contenga el trigo, de una operación de humidificación (Xo e 16% h . ) 0 bien de secado (Xo > 16% b.s.). Finalmente una vez alcanzado el contenido de humedad necesario. Para la molienda ( 16% b.s. ) el trigo es enviado al molino, para la obtención de la harina, para su posterior clasificación por tamaño de partícula.

PROCESOS DE OBTENCIÓN DE HARINA DE TRIGO. El proceso tradicional para la obtención de harina refinada se lleva a cabo utilizando equipos de procesos muy rudimentarios en los cuales se ocupan mucho espacio y operan con poca eficiencia además de que la manera de controlar los equipos aún se controla manualmente. Los molinos que se utilizan en el proceso tradicional comúnmente son de piedra y martillo, debido al bajo rendimiento de harina por pérdidas de producto. También es importante mencionar que este tipo de molino opera en circuito cerrado (con unas o más recirculaciones de harina). El área de cribado genera mucho ruido dentro de la planta. SELECCIÓN DEL PROCESO DE OBTENCIÓN DE HARINA DE TRIGO. El proceso seleccionado se inicia dela siguiente manera: Recepción. El trigo llega a la fábrica de harina después de haber sido transportado o almacenado, durante el transporte o en el campo adquiere diversas impurezas. La fábrica debe estar equipada con una zona de recepción, para recibir el trigo proveniente de los diferentes lugares donde se cosecha. AI llegar a la planta, el trigo puede contener impurezas adquiridas en el campo, durante el almacenamiento, el transporte o accidentalmente.   

Materias vegetales: semillas de malas hierbas, granos de otros pajas, palos, etc. Materias animales: excrementos y pelos de roedores, insectos, ácaros, etc. Materias minerales: Barro, polvo, piedras, objetos metálicos, clavos, cereales, residuos de plantas, pajas, palos, etc.

 Prelimpieza. Las impurezas formadas por partículas discretas que no se adhieren al grano de trigo, se separan con un cribador-clasificador, basado en la diferencia de características físicas como son tamaño (longitud y anchura), forma, densidad, propiedades electrostáticas entre otras. La eficacia de la operación de cribado depende del diseño de la maquinaria, de la velocidad de alimentación y de separación de impurezas, además de separar las impurezas más pequeñas por medio de una corriente de aire. Limpieza. Posteriormente el trigo se somete a otra prueba de limpieza; en esta etapa se pule el grano con el fin de obtener una harina mas blanca, desprendiendo los residuos de impurezas que no se separaron durante la etapa del cribado.

Acondicionamiento. En esta fase el objetivo principal es mejorar el estado físico del grano para su molturación y de esta manera mejorar la calidad de la harina fabricada. Este proceso implica el ajuste del contenido medio de humedad, secándolo o humedeciéndolo dependiendo del contenido inicial de humedad. Puede ser necesario recurrir al calentamiento o enfriamiento con el fin de conseguir la humedad deseada y su distribución dentro del grano. Molturación. El objetivo de la molienda es separar el germen y el salvado del endosperm0 para la producción de harinas refinadas. Tamizado. El proceso de tamizado consiste en la separación de Partículas, basado exclusivamente en el tamaño de las mismas. En el tamizado industrial los sólidos se sitúan sobre la superficie del tamiz. Los de menor tamaño o finos, pasan a través del tamiz, mientras que los de mayor tamaño, o colas, no pasan. En esta parte se separan los diferentes tipos de harinas. DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO SELECCIONADO

ESQUEMA DEL PROCESO PARA LA OBTENCION DE HARINA DE TRIGO

CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA IMPUREZAS. En este proceso el trigo debe ser limpiado para eliminar la paja, semillas extrañas, polvo e insectos. Para la separación de impurezas se emplearon dos técnicas: 1) separación manual 2) Separación con un equipo neumático (Separación de finos) SECADO. El secado es una operación unitaria en la que se presentan simultáneamente la transferencia de calor y masa, y se aplica en el caso de que los granos de trigo tengan un contenido de humedad mayor del 16% en base seca; si fuera éste el caso, en el proceso de tratamiento del grano se tendrá que considerar esta operación. En este proyecto el estudio relacionado con el secado de trigo se orientó a determinar los tiempos de secado necesarios para disminuir el contenido de humedad en los granos, desde un 30% en base seca, hasta un 16% base seca, estableciendo además las mejores condiciones de operación para lograrlo. La metodología consistió en humedecer artificialmente los granos de trigo agregando la cantidad de agua necesaria, calculada con el balance de agua. Después se establecieron tiempos de reposo necesarios para lograr que el trigo se humedeciera lo más uniformemente posible. Una vez que se alcanza el contenido de humedad deseado, los granos de trigo se introducen al secador de lecho fluidizado y sé monitorea la evolución del contenido de humedad de los granos en función del tiempo. Del balance de materia, en base seca, se concluye que: a) Balance de agua necesaria para humedecer 500 g de trigo al 25% es de 93.8 ml. HUMIDIFICACIÓN Como comúnmente el contenido de humedad del trigo cosechado es menor al 16% en base seca, por lo que es necesario humedecerlo antes de introducirlo al molino. También puede ser utilizada para calcular la cantidad de agua necesaria para llevar el trigo del contenido de humedad inicial al 16% esperado.

ACONDICIONAMIENTO EN FRÍO. Otro procedimiento empleado fue el sumergir el trigo en una tina con H20 en exceso, por un espacio de tiempo adecuado. En este procedimiento resultan muy importantes los tiempos de reposo que se le deben dar a los granos, para así lograr que todos se humedezcan uniformemente. Del balance de materia en base seca se obtiene:  

Cantidad de agua necesaria para humedecer 500 g de trigo al 16%: 51 ml. (por cada tonelada de trigo se utilizan 102 litros de agua). Tiempo de reposo para humectar: 24 h.

LECHO FLUIDIZADO HORIZONTAL Y ASPERSIÓN. En un lecho fluidizado de sección transversal rectangular (0.3x0.60 m) horizontal; se alimenta trigo, con un flujo de aire mínimo necesario para fluidizar el grano, posteriormente por medio de la aspersión se rocía agua al trigo con el fin de incrementar su humedad. Al término de este experimento se mide la humedad que alcanza el trigo; se encuentra un aumento de tan solo un 3% de humedad, por tal motivo descartamos este método de humidificación, ya que se necesitan grandes cantidades de agua y tiempos de residencias muy largos en el lecho para alcanzar la humedad óptima. El proceso de humidificación con lecho fluidizado fracasó debido a las condiciones del equipo utilizado, ya que no se alcanzó el 16% de humedad; se requiere además de grandes cantidades de agua, incrementar la potencia del ventilador para obtener mayor fluidización. De los métodos descritos anteriormente se comprobó que el método que cumple con los requerimientos antes mencionados, es el de acondicionamiento por inmersión, debido a que en este experimento el tiempo de humectación es muy corto comparado con los métodos realizados anteriormente. Cabe mencionar que el método de acondicionamiento caliente también tiene tiempos de humectación muy cortos, sin embargo se desechó debido a que causa daños en la calidad del trigo.

MOLIENDA. El proceso de molienda consiste en la trituración del grano de trigo con el fin de separar el germen y el salvado del endospermo, para la producción de harinas Descripción de Molinos. El molino de rodillo es la máquina que generalmente se emplea para la molienda de trigo y centeno, para convertirlos en harina de grano fino. Uno de los molinos usuales que se utilizan para este fin tiene dos pares de rodillos capaces de efectuar dos reducciones por separado. Después de cada reducción, el producto se conduce a una máquina de cribado para separar la harina fina, en tanto que el producto grueso se devuelve para la reducción posterior. El material de alimentación se dosifica en la parte superior en donde un sacudidor vibratorio lo disemina y extiende hasta formar una capa delgada en todo lo ancho de los rodillos. Los rodillos se fabrican en varios tipos de corrugado. Hay dos tipos estándar que son los de mayor uso general: el sin pulir y el pulido; el primero de ellos, se utiliza primordialmente para el trigo y el centeno, en tanto que el segundo se utiliza en maíz y otros productos alimenticios. En condiciones comunes se utiliza un rodillo afilado contra otro también afilado, cuando se muele trigo muy resistente; un rodillo romo y rápido, contra un rodillo lento y afilado, para trigo ligeramente quebradizo y un rodillo contra otro rodillo romo para trigo muy quebradizo. La relación de velocidad es por lo común 2 ½a 1 para rodillos corrugados y 1 ½ para rodillos lisos. Al examinar las marcas dejadas en los fragmentos de granos, se llegó a la conclusión de que la acción diferencial de los rodillos llega realmente a romper el grano y despojar el endospermo de la cáscara o cubierta. Un molino de cuchillas rotatorias, consta de un rotor horizontal que gira de 200-900 RPM en el interior de una cámara cilíndrica. Sobre el rotor van acopladas de 2-12 cuchillas con extremos de acero que pasan muy próximas sobre 1-7 cuchillas estacionarias. Las partículas de alimentación entran en la cámara por la parte superior, son cortadas varios centenares de veces por minuto y salen a través de un tamiz situado en el fondo con aberturas de 5-8 mm. A veces las cuchillas móviles son paralelas a las cuchillas fijas, otras veces, dependiendo de las propiedades de la alimentación ambas cuchillas se encuentran formando un ángulo. Las cortadoras rotatorias y los granuladores tienen un diseño similar. Un granulador produce partículas más o menos irregulares; una cortadora puede dar cubos cuadrados delgados o gránulos

Este proceso de molienda se lleva a cabo por medio de un circuito abierto, ya que no hay necesidad de volver a moler las partículas más gruesas puesto que este método es suficiente para el tamaño de partícula deseado, y se obtiene un buen rendimiento, además de que se pierde energía en moler partículas que ya son suficientemente finas Molino:  Molino de cuchillas giratorias  Capacidad: 17 Kg / h  0 Potencia: 5 HP.  Abertura del tamiz: 1.5 mm de diámetro. TAMIZADO. El tamizado consiste en la separación de partículas por tamaños, esta separación se lleva a cabo por medio de mallas de diferentes aberturas que dependerán del grado de finura de la harina deseado. Rendimiento: 20% Por cada Kg de trigo se obtiene2n0 0 g de harina refinada. (200 Kg harina / Ton de trigo). De la literatura, se sabe que un buen rendimiento es del 18 %, esto indica que un rendimiento del 20% es satisfactorio. Distribución y tamaño de partícula. Diámetro de partícula promedio (dp): 48.78 m ó 0.048 mm

DISEÑO DE LA PLANTA DE HARINA DE TRIGO. La planta estará diseñada para producir 120 ton de harina /día y la materia prima que se requiere para esta producción es d1e6 0 ton de trigo/día. Esta producción esta basada en el estudio de mercado por medio del cual se determinó que el consumo de harina en el ámbito nacional supera a la producción de harina de trigo en el país, aún cuando se registran más de 104 molinos en México con capacidades similares a la propuesta en esta planta y en algunos casos son mucho mayores, un ejemplo de esto es el grupo Bimbo que cuenta con uno de los molinos más grandes del país con una capacidad de producción que rebasa las 500 ton de harina/día. Por otro lado existen mas de 910 empresas dedicadas a la industria galletera las cuales constituyen apenas el 7% del consumo nacional de harina, la industria dedicada a la panadería tradicional constituye el 60% del consumo. Con base en esta capacidad (120 ton/día) se realizaron los balances de materia y energía necesarios para el diseño, dimensión y la selección de los equipos necesarios para este proceso.