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• Tamara Tito Velarde

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UNIVERSIDAD CATOLICA BOLIVIANA “San Pablo” Diseño de plantas y economía en ingeniería química

Facultad de ingeniería química Grupo 3 Semestre II – 2016

Diseño de una planta procesadora de lácteos 1.

INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 8

1.1

Antecedentes .................................................................................................................................. 8

1.2

Justificación ..................................................................................................................................... 8

1.3 Objetivos ......................................................................................................................................... 8 1.3.1 Objetivo General ............................................................................................................................... 8 1.3.2 Objetivos específicos ........................................................................................................................ 8 1.4 Metodología.................................................................................................................................... 9 1.4.1 Exploratoria ....................................................................................................................................... 9 1.4.2 Descriptivo ........................................................................................................................................ 9 1.4.3 Explicativo ......................................................................................................................................... 9 1.5

Impactos del proyecto ..................................................................................................................... 9

1.6

Alcance del proyecto ..................................................................................................................... 10

1.7

Límites del proyecto ...................................................................................................................... 10

2.

FUNDAMENTO TEÓRICO ................................................................................................. 11

2.1

Bacterias ....................................................................................................................................... 11

2.2

Obtención y recolección de la materia prima ................................................................................ 13

2.3

Elaboración de leche ..................................................................................................................... 14

2.4

Elaboración de mantequilla ........................................................................................................... 16

2.5

Elaboración del yogurt .................................................................................................................. 18

3.

LOCALIZACIÓN .................................................................................................................... 19

3.1

Macro localización......................................................................................................................... 19

3.2

Micro localización ......................................................................................................................... 19

3.3

Decisión por puntajes ponderados ................................................................................................ 21

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4.

ESTUDIO DE MERCADO .................................................................................................... 23

4.1

Análisis de sub mercados .............................................................................................................. 23

4.2

Mercado Proveedor ...................................................................................................................... 23

4.3

Mercado competidor..................................................................................................................... 23

4.4

Mercado Distribuidor .................................................................................................................... 24

4.5

Consumidor ................................................................................................................................... 24

4.6

Externo.......................................................................................................................................... 24

4.7 Análisis del consumidor................................................................................................................. 24 4.7.1 Perfil del consumidor ...................................................................................................................... 24 4.8 Segmentación del mercado ........................................................................................................... 25 4.8.1 Variables de segmentación ............................................................................................................. 25 4.9

Precio de los productos ................................................................................................................. 25

5.

TAMAÑO DE LA PLANTA ................................................................................................. 25

5.1 Maquinaria propuesta ................................................................................................................... 26 5.1.1 Maquinaria propuesta para el proceso de elaboración de leche ................................................... 26 5.1.2 Maquinaria propuesta para el proceso de elaboración de mantequilla ......................................... 26 5.1.3 Maquinaria propuesta para el proceso de elaboración de yogurt ................................................. 26 5.2 Capacidad de la planta .................................................................................................................. 26 5.2.1 Capacidad diseñada ........................................................................................................................ 27 5.2.2 Capacidad instalada ........................................................................................................................ 28 5.2.3 Capacidad utilizada ......................................................................................................................... 29

6.

SIMULACIÓN DEL PROCESO DE PRODUCCIÓN DE LÁCTEOS ............................... 30

6.1

Balances másicos........................................................................................................................... 30

6.2 Programa de producción ............................................................................................................... 32 6.2.1 Ciclo productivo de la leche ............................................................................................................ 32 6.2.2 Ciclo productivo de la mantequilla ................................................................................................. 33 6.2.3 Ciclo productivo del yogurt ............................................................................................................. 34 6.3 Balances energéticos ..................................................................................................................... 36 6.3.1 Balance energético de la leche ....................................................................................................... 36 6.3.2 Balance energético de la mantequilla ............................................................................................. 40 6.3.3 Balance energético del yogurt ........................................................................................................ 44

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6.4

Diagrama de flujo de la planta ...................................................................................................... 48

6.5

Infraestructura de la planta ........................................................................................................... 51

6.6

Lay – out de la planta de operación ............................................................................................... 53

6.7

Medios de transporte para recojo e materia prima y distribución ................................................. 53

7

ORGANIZACIÓN DE LA EMPRESA ................................................................................. 60

7.1

Misión ........................................................................................................................................... 61

7.2

Visión ............................................................................................................................................ 61

7.3

Organigrama de la empresa .......................................................................................................... 61

7.4

Manual de funciones ..................................................................................................................... 63

8.

ESTUDIO LEGAL .................................................................................................................. 64

8.1

Requisitos funda empresa ............................................................................................................. 64

8.2

Impuestos a pagar ......................................................................................................................... 65

8.3 Normativa especifica ..................................................................................................................... 66 8.3.1 RASIM (Reglamento ambiental para el sector industrial manufacturero) ...................................... 66 8.3.2 Normativa SENASAG ....................................................................................................................... 67 8.3.3 Norma ISO 9001 .............................................................................................................................. 68

9.

TRATAMIENTO DE EFLUENTES .................................................................................... 68

9.1 Antecedentes ................................................................................................................................ 68 9.1.1 Justificación ..................................................................................................................................... 68 9.2

Objetivo ........................................................................................................................................ 68

9.3 Marco Teórico ............................................................................................................................... 68 9.3.1 Factores que afectan a la composición y volúmenes de las aguas residuales. ............................... 69 9.3.2 Orígenes de los vertidos y composición general ............................................................................. 70 9.4

Procedimiento ............................................................................................................................... 72

9.5 Tratamiento .................................................................................................................................. 74 9.5.1 Pre tratamiento ............................................................................................................................... 74 9.5.2 Proceso Homogeneización .............................................................................................................. 75 9.5.3 Proceso Flotación de Aire Disuelto ................................................................................................. 75

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9.6

Resultados..................................................................................................................................... 78

10.

ESTUDIO FINANCIERO.................................................................................................. 84

10.1

Flujo de Caja .................................................................................................................................. 84

10.2 Punto de equilibrio ........................................................................................................................ 86 10.2.1 Leche........................................................................................................................................... 86 10.2.2 Mantequilla ................................................................................................................................ 86 10.2.3 Yogurt ......................................................................................................................................... 87

11

CONCLUSIONES ............................................................................................................... 87

12

BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................ 88

ANEXO 1 BALANCE DE MASA Y ENERGIA ANEXO 2 ESTUDIO FINANCIERO

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Generalidades SRL: Sociedad de Responsabilidad limitada Tratamiento de aguas residuales Caudales: Qind: Caudal industrial Qdom: Caudal domiciliario Qinf: Caudal de infiltración Qcsd: Caudal en condiciones secas diario Qcsh: Caudal en condiciones secas horario Qmax: Caudal máximo Sedimentador primario: Xmax: Factor horario de acuerdo a núcleo poblacional qa: Carga superficial Tr: Tiempo de retención A: Ancho H: Altura Xn: Concentración de elemento n Ln: Cargas diarias elemento n V: Volumen de sedimentador Sedimentador final: IVF: índice volumétrico de fangos tESP: tiempo de espesado R: tasa de reflujo QR: Caudal de retorno

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SSLF: Concentración de sólidos en los lodos de fondo SSLM: Concentración de sólidos en líquido de mezcla qVL: Tasa de carga volumétrica de lodos ATS: área del tanque de sedimentación VLD: volumen de lodo diluído Tanque de aireación: LE: producción de lodos en exceso LEc: Producción de lodos en exceso debido a la eliminación de DBO LEp: Producción de lodos debido a la remoción del fósforo tss: Edad del lodo Mss: Masa de lodos VTA: volumen de tanque de aireación OUi: cantidad de oxigeno necesario para procesos i:   

d,N: para nitrificación d,D: para desnitrificación d,C: para remoción de carbono

Si,j: concentración de elemento en lugar j:   

NO3,D: Nitrógeno a desnitrificar NH4,ef: nitrógeno amoniacal en el efluente NO3,ef: nitrógeno en el efluente

CN,af: nitrógeno total en el afluente SNorg,ef: Nitrógeno orgánico en el efluente XorgN,BM: Nitrógeno orgánico en la biomasa Xp,prec: fósforo a precipitar Cp,TA: fósforo en el tanque de aireación Cp,ef: Fósforo en efluente

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Xp,BM: fósforo incorporado en biomasa Xp,Pbio: Fosforo precipitado biológicamente Bv: Carga volumétrica de DBO5

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1. Introducción 1.1 Antecedentes La leche es un producto del cual se pueden obtener muchos derivados como el yogurt y la mantequilla. Todos estos posibles productos son de gran interés ante el consumidor por el aporte nutricional y el sabor que poseen. El mayor productor de leche a nivel mundial es la Unión Europea con el 24.6% del total producido a nivel mundial, entre los países Sud Americanos Brasil es el mayor productor de leche ocupando un 3.9% de la producción total mundial, Bolivia se encuentra entre los últimos lugares a nivel mundial ya que solo ocupa un 0.05% del total de la producción mundial. Este dato nos indica que existe una gran demanda de la leche y los productos que se pueden obtener a base de esta. Bolivia cuenta con todas las capacidades para elevar el porcentaje de participación en el mercado mundial, no obstante toda la leche producida tiene como objetivo satisfacer las necesidades del mercado interno y no las del mercado externo, esto se debe a que si se exportan los productos ya no serían tan atractivos de producir, porque no representarían el mismo margen de ganancias, esto implica invertir más dinero para ser transportada y recibir menos dinero al establecer un precio competitivo ante los mercados externos. A nivel nacional el departamento de Santa Cruz es el mayor productor y consumidor de leche representando el (62%) de participación en el mercado, seguido por el departamento de Cochabamba (23%); La Paz (6%) ubicándose después Oruro, Tarija, Chuquisaca y Beni que entre estos 4 representan un total del (9%) de participación en el mercado. 1.2 Justificación El consumo de leche en La Paz ha ido aumentando a lo largo de los años, esto se debe a la gran cantidad de personas que habitan este departamento, actualmente Pil Andina S.A es la mayor productora de leche en La Paz. El aumento poblacional a logrado aumentar la demanda de este producto por lo que la creación de una planta que elabore: Leche, yogurt y mantequilla. Es muy necesaria si se quiere satisfacer las necesidades de los consumidores. 1.3 Objetivos 1.3.1 Objetivo General  Diseñar una planta que permita elaborar: leche, yogurt y mantequilla. 1.3.2 Objetivos específicos  Proponer el equipo de industrialización para la elaboración de: Leche, yogurt y mantequilla.

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  

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Identificar una posible localización para la planta. Estimar una cantidad determinada de producción. Estimar costos de la maquinaria.

1.4 Metodología El presente proyecto se fundamenta en una investigación de tipo: experimental, cualitativo, cuantitativo y por el lugar de campo. Es una investigación cualitativa porque tiene como objetivo la descripción de cualidades. Los investigadores cualitativos participan en la investigación a través de la interacción con los sujetos que se estudia (Clientes), para lo cual es necesario de investigación externa (recolección y análisis de datos). Es una investigación cuantitativa porque permite examinar los datos de manera numérica, especialmente en el campo del nivel de producción, que incluye el balance de masa y energía, el estudio financiero y los datos de estadística. Y experimental ya que es una investigación de campo porque consiste en la recolección de datos directamente de la realidad donde ocurren los hechos, sin manipular o controlar variable alguna, para lo cual se recoge información de los habitantes. Además se explica diferentes tipos de investigación tales como: exploratoria, descriptiva, explicativas. 1.4.1 Exploratoria El tema que se propuso fue un tema de relativa novedad, dado a que existen pocas industrias a excepción de PIL ANDINA S.A que tengan una planta procesadora de lácteos en general (Leche, Mantequilla, Yogurt), para lo cual se requiere de una investigación de campo con la aplicación de encuestas y entrevistas. 1.4.2 Descriptivo Este trabajo por el alcance es una descripción de las características de los compradores de alimentos, su edad, su rol en el hogar y la situación económica familiar. 1.4.3 Explicativo Con la información obtenida en el mercado se describe los pasos a seguir en el establecimiento de un negocio que vaya a cubrir las necesidades de los habitantes. 1.5 Impactos del proyecto Los impactos identificados al implementar el proyecto son los siguientes:

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Tabla N°1: Impactos del proyecto Impactos NEGATIVOS POSITIVOS Disminución de la diversificación de Creación de empleos directos e actividades económicas presentes en la indirectos región Creación de épocas de bonanza Asegurar el mercado para los económica en la zona de interés por el productores de leche motivo de la recolección la materia prima Contaminación de las aguas por Producción de leche con elevado descarga de los efluentes residuales contenido nutricional. Competencia en el mercado interno. 1.6 Alcance del proyecto La implementación de la planta procesadora de lácteos será en la Autopista La Paz – El Alto. El origen de la materia prima será recolectada de diferentes comunidades altiplánicas de característica lechera El público al cual está dirigido nuestro producto es a la población de La Paz y El Alto. Las cualidades del producto no tienen barreras de edad ni genero ya que los lácteos en general son una gran fuente de grasas y nutrientes. Nosotros como una industria de lácteos tenemos que establecer un precio competitivo que a la vez sea lo suficiente como para justificar la inversión y operación de la planta para lo que nuestros productos se venderán en: Leche a 6 [Bs/L], mantequilla a 11 [Bs/ Paquete] de 300 gramos y yogurt a 10 [Bs/L], así nuestros productos podrán ser competitivos en el mercado y ser accesibles para una gran parte de la sociedad. 1.7 Límites del proyecto  Posibles épocas de escases de materia prima, por una baja en la salud del ganado.  Saturación del mercado nacional de lácteos.  Baja en los precios de los lácteos en general.  Elevación del precio de la materia prima.  Baja en la tasa de consumo de lácteos.

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2. Fundamento teórico 2.1 Bacterias La microbiología de la leche es el estudio de las diferentes especies microscópicas que de una u otra forma afectan a la leche y sus derivados. Todas las transformaciones que experimenta la leche ya sean deseables o indeseables, son el resultado de la acción de esos microorganismos. Esta contaminación es ocasionada por microorganismos, los cuales encuentran en la leche un medio favorable para su reproducción. Las principales bacterias encontradas en los productos lácteos son: a. Bacterias lácticas: Son aquellas que fermentan la lactosa dando una proporción elevada de ácido láctico, en los productos de degradación. Estás bacterias son acidofílicas y son de características bondadosas en un proceso regulado de fermentación. La que se usa para la producción de yogurt en un medio simbiótico con un estreptococo es: Lactobacillusdelbrueckii.

b. Micrococos: Estas bacterias por lo general son aerobias, es decir, se desarrollan en presencia de oxígeno atmosférico, una minoría de ellas son anaerobias, es decir, se desarrollan con oxígeno molecular o de compuestos orgánicos. No fermentan la lactosa, proporcionan un pequeño descenso del pH no son patógenas La que se usa para la elaboración de yogurt en un medio simbiótico es la Streptococcussalivariusjunto a la previamente mencionada Lactobacillusdelbrueckii.

c. Estafilococos: Son aerobios, provocan fermentación de la lactosa con descenso del pH, son patógenas.

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d. Bacterias esporuladas: son las únicas que forman endospora, lo cual les permite soportar temperaturas elevadas; estas mueren por encima de los 100° C. Son las responsables de la alteración de la leche hervida o insuficientemente esterilizada, quesos fundidos y otros.

e. Enterobacterias: la mayor parte de ellas se encuentran en el intestino de los mamíferos; su presencia en la leche puede atribuirse a una contaminación de origen fecal. Fermentan la lactosa y forman gas carbónico (CO2) y ácido.

f. Achromobacterias: son aerobias, no fermentan la lactosa, no coagulan la leche.

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Cuando el pH tiene un valor cercano a 7 (6.6 - 7.5), los microorganismos se multiplican mejor y si consideramos que la leche natural tiene un pH de 6.6 comprenderemos fácilmente el porqué de su rápido deterioro, por ataque microbiano. Contenido de elementos nutritivos: Las bacterias requieren elementos nutritivos para su normal crecimiento, tales como: agua, grasas, azucares (lactosa), proteínas, sales minerales, vitaminas 2.2 Obtención y recolección de la materia prima Obtención de la Materia Prima La materia prima provendrá directamente del ordeño de la vaca, esta leche puede presentar algunos microorganismos dañinos tanto para la salud como para la calidad de los productos deseados, es por este motivo que se debe realizar un proceso para la higienización de este producto antes de ser dispuesto a la venta o alguna clase de proceso. La recolección de materia prima será de comunidades altiplánicas como:             

Batallas Huarina Huatajata Tambillo Tiwanaku Guaqui Calamarca Ayoayo Patacamaya Pucarani Laja Villa remedios Achocalla

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2.3 Elaboración de leche Recepción Una vez que la leche llegue a la planta se tomaran muestras para realizar los correspondientes análisis de calidad (contenido graso y proteico). De esta forma se garantizara la conservación de la leche hasta su tratamiento. Esta medida tiene especial importancia ya que por motivos de suministro la leche debe permanecer almacenada antes de ser tratada. En esta etapa se realiza también la limpieza de los camiones o tanques de recogida de la leche antes de realizar el siguiente transporte y después de descargar la leche. La limpieza de los camiones usados será diaria y serán lavadas con agua potable, también se debe considerar un proceso de desinfección para eliminar posibles bacterias. Almacenaje La leche debe estar en un tanque de almacenamiento refrigerado alrededor de 4 horas, por lo que se necesita una cantidad elevada de energía eléctrica para el funcionamiento de adecuado de estos. Una vez pasadas estas 4 horas se descarga la leche para ser procesada. La limpieza del tanque será con vapor de agua y también se elaborara un proceso de desinfección, este proceso de limpieza y desinfección debe ser realizado de manera diaria. Hay que señalar que durante esta etapa puede detectarse leche que no cumpla con los requisitos de calidad requeridos por lo que puede dar lugar a un rechazo de la leche recibida. Tabla N°2: Composición recomendada de la leche Componentes Porcentaje % Agua 87 Grasa 3.7 Proteínas 3.1 Lactosa 4.5 Sales 1.6 minerales Sustancia Componentes Sustancia Componentes Caseína Fosfatasa Proteínas Albumina Peroxidasa Globulina Catalasa Enzimas Glicerina Lipasa Grasa Triglicérido Xantinosida Glucosa Reductasa Lactosa Galactosa A Na, K Vitaminas B1 Sales minerales Ca, Mg, Fe B2, D

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Filtración A continuación se eliminan las partículas orgánicas e inorgánicas de suciedad que pueda contener la leche tras el ordeño o debido al transporte. El grado de impurezas de la leche variará en función de las técnicas de ordeño, del tratamiento en las granjas y del transporte. En cualquier caso, es inevitable un proceso de depuración en la industria. En la filtración aparecen como residuo los filtros usados en esta etapa. Clarificación Posteriormente tiene lugar la clarificación de la leche, donde se eliminan las partículas orgánicas e inorgánicas y los aglomerados de proteínas. Esta operación se realiza utilizando centrífugas, que basándose en la fuerza centrífuga, separan las impurezas con un peso específico superior al de la leche. En esta operación se generan los llamados lodos de clarificación. Estos lodos son residuos semipastosos formados por partículas de suciedad, componentes sanguíneos, gérmenes y por otras sustancias principalmente de tipo proteico. Si son vertidos con el efluente final pueden producir aumentos importantes de la carga contaminante del vertido dando lugar a problemas en el medio receptor. También se producen pérdidas de leche que pueden ser arrastradas junto con las aguas residuales hasta el vertido final. Desnatado y Normalizado En el desnatado se produce la separación de la materia grasa (nata) del resto de componentes de la leche (leche desnatada). Generalmente se realiza empleando centrífugas que separan la nata, con aproximadamente un 40% de grasa, de la leche, con aproximadamente un 0,5% de materia grasa. La nata sobrante se destina a la elaboración de otros productos como nata para consumo o mantequilla. Las centrífugas empleadas en el desnatado pueden realizar simultáneamente la clarificación y el desnatado de la leche, por lo que su utilización está muy extendida. Estas centrífugas pueden contar además con un equipo de normalización del contenido de grasa de la leche. La temperatura incrementa en este proceso. Tratamiento térmico El propósito del tratamiento térmico es la destrucción casi completa de los microorganismos que hay contenidos en la leche. Un efecto adicional es la inactivación en mayor o menor grado de los enzimas lácteos. En función de las características del binomio temperatura-tiempo utilizado en el tratamiento térmico podemos distinguir:  El tratamiento UHT o ultrapasterización o esterilización a temperaturas ultra-altas, que se basa en la aplicación de una temperatura muy elevada (135-150 ºC) durante un tiempo muy corto (2,5 segundos), logrando un efecto germicida muy elevado. Después de un tratamiento de esterilización la leche se enfría rápidamente hasta una temperatura de 10°C y luego se puede conservarse a temperatura ambiente tras un largo período de tiempo, siempre y cuando se realice un envasado aséptico. Estos tratamientos se emplean fundamentalmente para fabricar leches de consumo de larga conservación y leches aromatizadas. Temperatura

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incrementa con la centrifugadora en 3°C ya que en la centrifugadora no se aplica calor. Homogeneización Antes o después del tratamiento térmico se realiza la homogeneización. Con la homogeneización se reduce el tamaño de los glóbulos grasos favoreciendo una distribución uniforme de la materia grasa a la vez que se evita la separación de la nata. La homogeneización reduce la estabilidad de las proteínas frente al calor por lo que cuando se va a exponer la leche a altas temperaturas esta operación se realiza tras el tratamiento térmico. En los homogeneizadores se hace pasar la leche a elevada presión a través de estrechas hendiduras cuyas medidas sean menores que las de los glóbulos grasos, de esta forma se reduce el diámetro de los glóbulos grasos manteniéndose éstos en suspensión. Almacenamiento y refrigerado La leche, una vez tratada se almacena en tanques hasta su envasado. Este almacenamiento refrigerado permite controlar la calidad de la leche antes de su envasado e independizar esta etapa del proceso de producción. El principal aspecto medioambiental producido en esta etapa se debe al consumo energético necesario para mantener la leche refrigerada, así como las posibles pérdidas de leche que pueden darse durante su estancia en los tanques de almacenamiento. Envasado A la hora de elegir un determinado tipo de envase deberán tenerse en cuenta tanto aspectos relacionados con la conservación del producto como aspectos económicos y medioambientales. • Las bolsas plásticas, generalmente de polietileno de baja densidad, tienen el inconveniente de que debido a su inestabilidad, son difíciles de manejar. Además, una vez abiertas requieren de recipientes auxiliares para su manejo. El envase será de 1 [L] por producto. 2.4 Elaboración de mantequilla Obtención de la nata Se separa de la materia grasa (nata) del resto de la leche (leche desnatada). Generalmente se realiza empleando centrífugas que separan la nata, con aproximadamente un 40% de grasa, de la leche, con aproximadamente un 0,5% de materia grasa. Pasteurización Las temperaturas de pasteurización de la nata oscilan entre los 95 ºC y 110 ºC. Cuanto mayor sea el contenido de grasa tendrá que ser la temperatura más alta de pasteurización. Para esta operación se utilizan cambiadores de placas preparados y diseñados especialmente teniendo en cuenta la elevada viscosidad de la nata. Antes de entrar en la fase de maduración, la nata debe enfriarse hasta una temperatura de alrededor de 20 ºC.

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Desodorización de la nata La desodorización consiste en la eliminación de parte de las sustancias aromáticas de la grasa que pueden posteriormente transmitir olores o sabores extraños a los productos finales. Esta desodorización reduce también la oxidación de los ácidos grasos y el crecimiento de microorganismos aerobios indeseables. • Evaporadores a vacío (80-85 kPa). La operación se realiza en caliente para aumentar su efectividad, empleándose para ello intercambiadores de calor indirectos (de placas o tubulares de superficie rascada). Proceso de maduración La maduración de la nata tiene por objeto la cristalización de los glóbulos de grasa y el desarrollo de los aromas. Se producen una serie de cambios físicos y bioquímicos que dependen del sistema empleado en su fabricación. Tras el periodo de maduración la nata se enfría por debajo de los 10 ºC. La maduración se realiza en tanques equipados con un agitador y a veces con camisa externa de aislamiento para mantener las condiciones de temperatura requeridas en esta etapa. La temperatura variará según las fases de la maduración por lo que el control de la temperatura es importante en esta etapa. Batido y amasado Para proceder al batido de la nata madurada, ésta se debe calentar a una temperatura superior a la de maduración. El batido produce una gran fuerza de cizallamiento que rompe la envoltura de los glóbulos grasos y permite su unión, de manera que al final de la operación se obtienen dos fases: una fase grasa compuesta por grumos de mantequilla y una acuosa compuesta denominada mazada o suero de mantequilla. La primera es realmente una emulsión de agua en materia grasa. En algunos casos, los granos de mantequilla se lavan con agua fría para eliminar los restos de mazada como paso previo al amasado. La calidad del agua empleada debe garantizar que no se produzcan contaminaciones del producto. La operación de amasado a la que se somete a los granos de mantequilla persigue obtener una masa compacta, ajustar el contenido en agua y mezclar de forma homogénea los aditivos que en su caso se puedan añadir (sal, aromas). Envasado La mantequilla se tiene que envasar nada más salir de la máquina de fabricación para evitar contaminaciones microbiológicas. Para el envasado se pueden utilizar máquinas moldeadoras, llenadoras y selladoras. La naturaleza de la emulsión de la mantequilla hace que se puedan producir reacciones de oxidación de las grasas lo que produce su deterioro. Los materiales de envase más utilizados son: papel u hoja de aluminio laminado con papel vegetal. Cada empaque contendrá un aproximado de 300 [g] de mantequilla.

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2.5 Elaboración del yogurt Pasteurizado Se debe pasteurizar la leche a 85 °C durante 30 minutos, por motivos de seguridad ante posibles contaminaciones del producto. Homogeneización Con la homogeneización se reduce el tamaño de los glóbulos grasos favoreciendo una distribución uniforme de la materia grasa a la vez que se evita la separación de la nata. La homogeneización reduce la estabilidad de las proteínas frente al calor por lo que cuando se va a exponer la leche a altas temperaturas esta operación se realiza tras el tratamiento térmico Concentrado de leche Para obtener una materia prima adecuada se debe evaporar el agua contenida en la leche, se debe extraer hasta un 40% del agua contenida en la leche, este proceso es realizado por evaporadores, una vez finalizado el proceso de evaporación se debe refrigerar la leche concentrada. Fermentación Las características propias de las diferentes leches fermentadas se deben a la variación particular de ciertos factores, como la composición de la leche, la temperatura de incubación o la flora láctica y similar. La lactosa se transforma parcialmente en ácido láctico o, en ciertas leches, en alcohol etílico. Los prótidos sufren un comienzo de peptonización que mejora su digestibilidad, y en ocasiones, la leche se carga de CO2 y se vuelve espumosa. Siembra Dependiendo del tipo de yogurt, la siembra puede efectuarse en régimen de continuidad, dosificando el cultivo directamente en el caudal de leche antes del envasado o de forma discontinua añadiéndolo en el tanque de incubación. Incubación En esta etapa los microorganismos fermentativos metabolizan la lactosa produciendo ácido láctico.Es la técnica más eficiente desde el punto de vista productivo y energético. La incubación se realiza en tanques de fermentación y una vez finalizada el yogurt se enfría y se envasa. Se utiliza preferentemente para la fabricación de yogures batidos aunque se puede utilizar para yogures coagulados si se le añaden a la leche agentes estabilizadores. Aditivos que se colocan al yogurt: Se le añade sus respectivos conservantes y antioxidantes (E-234 Nisina natural 2ppm,E-331 Agua oxigenada 0.1% m/m, Edulcorante E-420 se debe añadir el 0.15% del total de la masa y Colorante Mora Rojo N°2).

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Refrigeración El enfriamiento del yogurt paraliza las reacciones fermentativas, evitando que el yogurt siga acidificándose. Intercambiadores de placas. Cuando el enfriamiento se produce tras la fermentación y antes del envasado se puede enfriar rápidamente el yogurt una vez incubado utilizando cambiadores de placas. Envasado Generalmente para el envasado del yogur se utilizan envases de polietileno teraftalato (PET) con tapas laminadas de aluminio recubierto de polietileno sellable con calor. Cada envase contendrá aproximadamente 1000 [g] de yogurt.

3. Localización 3.1 Macro localización La localización de la planta productora de leche, mantequilla y yogurt será en el área urbana de la ciudad de La Paz o El Alto esto se debe a que el mercado al que se dirige nuestros productos son las áreas urbanas de La Paz y El Alto. La decisión acerca de donde se ubicara la planta será tomada mediante el uso del método de puntajes ponderados. 3.2 Micro localización La ubicación de la planta presenta 3 opciones atractivas, 2 de ellas ubicadas en la zona urbana de La Paz y 1 de ellas ubicadas en la zona urbana de El Alto.  Achocalla  Lipari  Parque industrial Kallatuca en la ciudad de El Alto  Autopista La Paz – El Alto Los factores que se tomaran en cuenta para la localización de la planta son los siguientes: Localización urbana       

Mejores sistemas de transporte Mejor mercado laboral Empresas de servicios Mayor disponibilidad de electricidad Mayor disponibilidad de agua Terrenos abundantes Menores restricciones

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Tabla N°3: Factores para determinar la localización Factor

Características Cercanía Calidad Fuentes de aprovisionamiento de materia Cumplimiento en las entregas prima y materiales Costo de transporte Confiabilidad Responsabilidad Disponibilidad Nivel de salarios Mano de obra Prestaciones Grado de calificación Capacitación Cercanía Seguridad Ubicación de la demanda Costo de transporte Costo de distribución Agua: Caudal requerido Energía eléctrica consumo de Acceso a servicios básicos potencia [KW/H] Gas natural Cercanía a carreteras y vías de acceso Sistemas de embarque Centro de acopio o suministro Medios y vías de transporte Suministro de servicios Condiciones topográficas Condiciones del suelo Factores políticos Debido a la descripción hecha previamente procederemos a entregar una ponderación a cada uno de los factores, antes mencionados. Tabla N°4: Ponderación de factores para la elección del lugar Factor

Ponderación (%) 0.35

Fuentes de aprovisionamiento de materia prima y materiales Mano de obra 0.05 Ubicación de la demanda 0.20 Acceso a servicios básicos (energía) 0.25 Medios y vías de transporte 0.15 Total 1.00 A continuación se muestra la escala de calificación que tendrían los factores, tanto el rango de estos como la calificación

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Tabla N°5: Escala de calificación cualitativa y cuantitativa Rango Calificación 0–2 Malo 3–5 Regular 6–7 Bueno 8–9 Muy buena 10 Optima En la siguiente tabla se detalla la aplicación del método de puntajes ponderados. Tabla N°6: Puntajes ponderados para la lección del lugar LIPARI

Factores Mano de obra Vías de acceso Acceso a servicios básicos Ubicación de la demanda Materia prima y materiales TOTAL

PARQUE ACHOCALLA AUTOPISTA INDUSTRIAL LA PAZ - EL KALLATUCA ALTO Peso Cal Puntaje Cal Puntaje Cal Puntaje Cal Puntaje 0.05

8

0.4

8

0.4

10

0.5

9

0.45

0.15

6

0.9

8

1.2

7

1.05

6

0.9

0.25

4

1

7

1.4

8

2

10

2.5

0.20

3

0.6

3

0.6

6

1.2

8

1.6

0.35

3

1.05

6

2.1

7

2.45

8

2.8

3.95

5.7

7.2

8.25

3.3 Decisión por puntajes ponderados Tras analizar el resultado de los puntajes ponderados, se decide ubicar la planta en la autopista La Paz – El Alto. El resultado de los puntajes ponderados muestra que la autopista La Paz – El Alto es la que tiene mejor accesibilidad para las zonas urbanas de El Alto y La Paz así facilitando la distribución del producto y la accesibilidad a materia prima. Debido a que la planta de producción de leche, mantequilla y yogurt requiere 40000 litros de leche al día que deben ser proporcionados a la misma a través de una recolección de la materia prima (leche sin tratar) por transporte vial terrestre. Se decidió ubicar la planta de producción a un lugar más accesible, el mismo se encontraría a aproximadamente 1 hora y media de los lugares más lejanos de recolección velando de esta forma por el

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cumplimiento de la norma de salubridad de la leche en donde se indica que la leche sin tratar no debe exceder las 2 horas de cargamento en transporte debido a que ésta puede comenzar a fermentarse de forma natural si es que la misma no cuenta con la refrigeración necesaria. Esto se debe a que con la anterior ubicación, el tiempo el cual la leche debía permanecer en el vehículo por motivos de distancia entre la planta y los puntos de recolección iban a exceder por al menos media hora la norma, en los 3 tramos de recojo planeados. Es por esta razón principalmente la planta se ubica en la autopista Por otro lado, se pudo decidir los principales puntos de recojo de leche sin tratar de acuerdo a las rutas más cercanas a la nueva ubicación de la planta disminuyen de forma significativa los costos tanto para la adquisición como para la metodología de transporte usado para el recojo y la distribución de la materia prima y el producto respectivamente. Imagen N°1: Ubicación satelital de la planta

En la anterior imagen se puede observar la ubicación exacta de la planta de producción de leche en la autopista de la ciudad de La Paz, el círculo rojo marca el lugar en donde irá ubicada la planta.

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4. Estudio de mercado 4.1 Análisis de sub mercados Los siguientes agentes son los que tendrán un grado de influencia sobre las decisiones que se tomaran para definir una estrategia comercial. A continuación se analizara cada uno de los 5 sub mercados mostrados en el siguiente esquema. Esquema N°1: Sub mercados relacionados con la producción de leche de castaña. Proyecto Distribuidor

Proveedor

Consumidor

Competidor

4.2 Mercado Proveedor La disponibilidad de leche en el departamento de La Paz es muy elevada, existen varias comunidades dedicadas exclusivamente al comercio de leche, los proveedores vendrían a ser las comunidades mencionadas en la sección 2.2 del fundamento teórico El marcado proveedor no representa un grado de influencia notable sobre la estrategia comercial del producto. Debido a que la oferta de existente de leche sin tratar para nuestra ciudad es muy amplia siempre y cuando se opte por comunidades altiplánicas. 4.3 Mercado competidor El mercado competidor para nuestro producto proviene de la industria de lácteos, este tipo de industria se caracteriza por ser un mercado muy competitivo pero no existen muchas empresas competidoras ubicadas en la ciudad de La Paz. Se identifican como competidores directos a las siguientes empresas:   

PIL Andina S.A. Industria Delizia SoalPro

El mercado competidor representa un grado elevado de influencia sobre la estrategia comercial del producto. Esto es debido a que como estas industrias ya están consolidadas en el mercado pueden desplazar fácilmente a nuevos posibles competidores tan solo por ser marcas consolidadas y conocidas por la población. No obstante al presentar un producto con un precio atractivo y con una calidad elevada se pretende atraer la atención de los consumidores.

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4.4 Mercado Distribuidor La distribución del producto pretende ser de carácter directo para así lograr tener un dominio total de la distribución de nuestros productos y asi no depender de una de una empresa externa. Esto quiere decir que la distribución del producto será realizada en su totalidad por la misma planta procesadora. Con esta decisión se pretende reducir notablemente el grado de influencia de este mercado sobre la estrategia comercial, por lo que la distribución no vendría a representar un factor determinante sobre el desarrollo del producto. El producto será distribuido tanto a: Mayoristas, minoristas, tiendas de barrio y supermercados. 4.5 Consumidor El consumidor determina en gran parte la estrategia comercial que se tendrá sobre el producto, ya que se considera que depende del consumidor tener un éxito comercial con nuestra gama de productos. Esto se debe a que como la comercialización de nuestros productos será realizada por una empresa fundada recientemente, solo con la ayuda del consumidor podremos lograr mantenernos a flote y así llegar a consolidarnos como una empresa procesadora de lácteos. El tipo de consumidor al que pretendemos dirigirnos es al consumidor institucional, ya que sabemos que el consumo de lácteos solo será hecho por motivos racionales y no por consumidores individuales que basan sus criterios de compra por motivos de moda o exclusividad del producto. Es por este motivo que el consumidor tiene el grado de influencia más alto de los 5 sub mercados sobre nuestra estrategia comercial. 4.6 Externo El mercado externo no corresponde al alcance fijado por nuestro proyecto por ahora, ya que para que nuestro producto pueda llegar a mercados externos al de la área urbana de las ciudades de La Paz y El Alto, primeramente tendríamos que poseer un cierto grado de confianza entre nuestros consumidores para que así nuestro producto pueda ir obteniendo una reputación y así recién lograr entrar de una manera mucho más fácil a otros mercados. 4.7 Análisis del consumidor 4.7.1 Perfil del consumidor  Tipo de consumidor: Como se explicó en la sección 4.5 el tipo de consumidor de nuestro producto será un consumidor Institucional, esto quiere decir que, el consumidor basa su decisión de compra en variables técnicas del producto que podrían ser entre muchas: Calidad, precio, disponibilidad, oportunidad de entrega, tipo de envase, posibilidad a otros usos, etc.

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





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Personalidad del consumidor: El público que consume lácteos vendrían a ser de personas que cuidan su salud y quieren aprovechar las propiedades que estos pueden ofréceles. Creencias y actitudes: Las personas que consumen lácteos en general, son personas que prefieren un producto nutritivo en comparación otros como a ser gaseosas, embutidos y muchos más. Valores: Los valores que motivan al consumo de lácteos vienen a ser inculcados desde niños, ya que los padres incitan a los niños a consumir productos saludables.

4.8 Segmentación del mercado 4.8.1 Variables de segmentación Macro – Segmentación  

El lugar de venta del producto será en el área urbana de las ciudades de La Paz y El Alto. El clima es templado de una región alta montañosa para ambas ciudades.

Micro – Segmentación   

Edad: Niños desde los 2 años hasta adultos mayores de más de 60 años. Clase Social: Media, Media - Alta y Alta. Sexo: Ambos sexos.

Consumidores: Personas que no presenten ningún tipo de alergias u otro malestar en contra del consumo de lácteos. 4.9 Precio de los productos   

Leche Mantequilla Yogurt

6 [Bs/L] 11 [Bs/Paquete de 300 g] 10 [Bs/L]

5. Tamaño de la planta A continuación se muestran las maquinas que se necesitan para lograr procesar de una manera adecuada 40 000 [L/Día] de leche. Por tratarse de equipos industriales la vida útil es considerada de mínimamente de 10 años para cada equipo

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5.1 Maquinaria propuesta 5.1.1 Maquinaria propuesta para el proceso de elaboración de leche Tabla N°7: Equipo industrial propuesto para el procesamiento de leche Maquina Ritmo al que opera 3 Camiones de transporte pesado 41300 [L] aprox. Tanque de almacenamiento 5000 [L] Filtradora Varia Clarificadora 3000 [L/H] Centrifugadora 500 [L/H] Intercambiador de calor por placas 4500 [gpm] Homogeneizador 4000 [L/H] Tanque de refrigeración 5000 [L] Empacadora AdiPaclMod .ADI 2750[L/H] 5.1.2 Maquinaria propuesta para el proceso de elaboración de mantequilla Tabla N°8: Equipo industrial propuesto para el procesamiento de mantequilla Maquina Ritmo al que opera Pasteurizador 250 [L/H] Evaporador 100 [Gpm] Mezcladora 1000 [L/H] Batidora 3 500 [Kg/H] Envasadora 200[paquetes/H] 5.1.3 Maquinaria propuesta para el proceso de elaboración de yogurt Tabla N°9: Equipo industrial propuesto para el procesamiento de yogurt Maquina Ritmo al que opera Pasteurizador 200 [L/H] Homogeneizador 100 [gpm] Evaporador 40 [gpm] Incubadora 300 [Tarros/Día] Tanque de refrigeración 5 000 [L/H] Envasadora 300 [Botellas /H] 5.2 Capacidad de la planta Una de las primeras condiciones que se debe establecer para conocer las dimensiones de los equipos es la capacidad que se espera procesar en cada operación del proceso, eso deriva de la capacidad de la planta. Se realizó el diseño de una planta de producción de lácteos con una capacidad de procesamiento de 40 000 [L/Día] de leche. De estos 40 000 [L/Día] de leche es que se lograran obtener los 3 productos deseados (leche, mantequilla y yogurt)

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Además se tiene previsto que los 3 productos serán elaborados en 2 jornadas laborales, es decir, 16 horas/día, se trabajara de lunes a viernes (5 días a la semana) y un total de 260 días al año. 5.2.1 Capacidad diseñada  Se trabajara 16 [H/Día]; 5 [Días/Semana]; 260 [Días /Año]; 6240 [Horas /Año] Para obtener la capacidad diseñada se multiplica el ritmo que opera la maquina por las horas al día por los días al año. Tabla N°10: Capacidad diseñada (LECHE) Maquina 3 Camiones de transporte pesado Tanque de almacenamiento Filtradora Clarificadora Centrifugadora Intercambiador de calor por placas Homogeneizador Tanque de refrigeración Empacadora AdiPaclMod .ADI

Ritmo al que opera 41300 [L] aprox. 5 000 [L]/unidad Varia 3 000 [L/H] 1000 [L/H] 4 500 [gpm] 4 000 [L/H] 5 000 [L] 2 750[L/H]

Capacidad diseñada 45 000 [L] 5 000 [L]/unidad Varia 12 480 000 [L/Año] 4 160 000 [L/Año] 18 720 000 [gpm/Año] 16 640 000 [L/Año] 5000 [L] 11 440 000 [L/Año]

Tabla N°11: Capacidad diseñada (MANTEQUILLA) Maquina Pasteurizador Evaporador Mezcladora Batidora Envasadora

Ritmo al que opera 250 [L/H] 100 [Gpm] 1000 [L/H] 3 500 [Kg/H] 200[paquetes/H]

Capacidad diseñada 1 040 000 [L/Año] 416 000 [Gpm /Año] 4 160 000 [L/Año] 14 560 000 [Kg/Año] 832 000 [Paquetes/Año]

Tabla N°12: Capacidad diseñada (YOGURT) Maquina Pasteurizador Homogeneizador Evaporador Incubadora Refrigeración Envasadora

Ritmo al que opera 200 [L/H] 100 [gpm] 40 [gpm] 300 [Tarros/Día] 5 000 [L/H] 300[Botellas /H]

Capacidad diseñada 832 000 [L/Año] 416 000 [gpm/Año] 166 400 [gpm/Año] 1 248 000 [Tarros/Año] 20 800 000 [L/Año] 1 248 000[Botellas/Año]

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5.2.2 Capacidad instalada Para obtener la capacidad instalada se debe considerar las horas de set up o mantenimiento que se debe tomar en la planta, se estiman que serán 5 horas al mes por lo que serán 60 [H/Año] dedicadas exclusivamente al mantenimiento, esto significa que se deben restar 60 horas a las horas hábiles de trabajo anuales. 𝐻 𝐷í𝑎𝑠 𝐻 𝐻𝑜𝑟𝑎𝑠 ℎ𝑎𝑏𝑖𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 = 16 ∗ 260 = 4160 𝐷í𝑎 𝐴ñ𝑜 𝐴ñ𝑜 𝐻 𝐻 𝐻 − 60 = 4100 𝐴ñ𝑜 𝐴ñ𝑜 𝐴ñ𝑜 Para obtener la capacidad instalada se multiplica el ritmo de operación de la respectiva maquinaria con las horas hábiles con capacidad instalada. 𝐻𝑜𝑟𝑎𝑠 ℎ𝑎𝑏𝑖𝑙𝑒𝑠 𝑐𝑜𝑛 𝑐𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑖𝑛𝑠𝑡𝑎𝑙𝑎𝑑𝑎 = 4160

Tabla N°13: Capacidad instalada (LECHE) Maquina Ritmo al que opera 3 Camiones de transporte pesado 13 766 [L]. Tanque de almacenamiento 5 000 [L] Filtradora Varia Clarificadora 3 000 [L/H] Centrifugadora 1000 [L/H] Intercambiador de calor por 4 500 [gpm] placas Homogeneizador 4 000 [L/H] Tanque de refrigeración 5 000 [L] Empacadora AdiPaclMod .ADI 2 750[L/H]

Capacidad instalada 45 000 [L] 5 000 [L] Varia 12 300 000 [L/Año] 4 100 000 [L/Año] 18 450 000 [gpm/Año] 16 400 000 [L/Año] 5000 [L] 11 275 000 [L/Año]

Tabla N°14: Capacidad instalada (MANTEQUILLA) Maquina Ritmo al que opera Pasteurizador 250 [L/H] Evaporador 100 [Gpm] Mezcladora 1000 [L/H] Batidora 3 500 [Kg/H] Envasadora 200[paquetes/H] Tabla N°15: Capacidad instalada (YOGURT) Maquina Pasteurizador Homogeneizador Evaporador Incubadora Refrigeración Envasadora

Ritmo al que opera 200 [L/H] 100 [gpm] 40 [gpm] 300 [Tarros/Día] 5 000 [L/H] 200[Botellas /H]

Capacidad instalada 1 025 000 [L/Año] 410 000 [Gpm /Año] 4 100 000 [L/Año] 14 350 000 [Kg/Año] 832 000 [Paquetes/Año] Capacidad instalada 820 000 [L/Año] 410 000 [gpm/Año] 164 000 [gpm/Año] 1 230 000 [Tarros/Año] 20 500 000 [L/Año] 1 230 000[Botellas/Año]

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5.2.3 Capacidad utilizada Para la capacidad utilizada se debe tomar en cuenta las horas de absentismo y paradas no programadas durante el proceso productivo, estas podrían ser: cortes de energía, paros de transporte, bloqueos entro otros más. Como estas situaciones pueden ser muy habituales en Bolivia se estimara un total de 8 horas al mes haciendo un total de 96 [H/Año], estas horas deben restarse a las horas hábiles con capacidad instalada. 𝐻 𝐻 𝐻 − 96 = 4004 𝐴ñ𝑜 𝐴ñ𝑜 𝐴ñ𝑜 Para obtener la capacidad utilizada se debe multiplicar las horas hábiles con capacidad utilizada por el ritmo de operación de cada máquina. 𝐻𝑜𝑟𝑎𝑠 ℎ𝑎𝑏𝑖𝑙𝑒𝑠 𝑐𝑜𝑛 𝑐𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑢𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑎 = 4100

Tabla N°16: Capacidad utilizada (LECHE) Maquina 3 Camiones de transporte pesado Tanque de almacenamiento Filtradora Clarificadora Centrifugadora Intercambiador de calor por placas Homogeneizador Tanque de refrigeración Empacadora AdiPaclMod .ADI

Ritmo al que opera 13 766 [L] 5 000 [L]/cada uno Varia 3 000 [L/H] 1000 [L/H] 4 500 [gpm] 4 000 [L/H] 5 000 [L] 2 750[L/H]

Capacidad utilizada 41300 [L] aprox. 5 000 [L]/cada uno Varia 12 012 000 [L/Año] 4 004 000 [L/Año] 18 018 000 [gpm/Año] 16 016 000 [L/Año] 5000 [L] 11 011 000 [L/Año]

Tabla N°17: Capacidad utilizada (MANTEQUILLA) Maquina Pasteurizador Evaporador Mezcladora Batidora Envasadora

Ritmo al que opera 250 [L/H] 100 [Gpm] 1000 [L/H] 3 500 [Kg/H] 200[paquetes/H]

Capacidad utilizada 1 001 000 [L/Año] 400 400 [Gpm /Año] 4 004 000 [L/Año] 14 014 000 [Kg/Año] 800 800 [Paquetes/Año]

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Tabla N°18: Capacidad utilizada (YOGURT) Maquina Pasteurizador Homogeneizador Evaporador Incubadora Refrigeración Envasadora

Ritmo al que opera 200 [L/H] 100 [gpm] 40 [gpm] 300 [Tarros/Día] 5 000 [L/H] 201[Botellas /H]

Capacidad utilizada 800 800 [L/Año] 400 400 [gpm/Año] 160 160 [gpm/Año] 1 201 200 [Tarros/Año] 20 020 000 [L/Año] 1 201 200[Botellas/Año]

6. Simulación del proceso de producción de lácteos 6.1 Balances másicos La explicación en pérdidas de masa por procesos físicos o químicos en el proceso productivo se ven detalladas en el ANEXO 1. Para facilitar la comprensión de los balances es que se tiene el siguiente diagrama de bloques indicando la cantidad que se debería obtener de cada producto deseado así mismo como la cantidad de los sub productos obtenidos.

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Grafico N°1: Diagrama de Bloques

Como se puede observar en el grafico N°1 obtendríamos una cantidad de 31 649.28 [L/Día] de leche, 1 469.7 [Kg/Día] de mantequilla y 3269 [Kg/Día] de yogurt.

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6.2 Programa de producción Necesitamos saber cuánto tiempo estará operando cada respectiva maquinaria para así tener una idea de cuanta energía puede necesitar y también saber cuánto de un producto podemos obtener a lo largo de una producción anual. 6.2.1 Ciclo productivo de la leche Un ciclo dentro de nuestra planta demorara 16 [H/Día] por lo que en 8 horas se realiza medio ciclo (0,5 ciclos) haciendo que nuestro producto esté listo en dos ciclos de 8 horas Grafico N°2: Ciclo de producción de la leche Leche Almacenaje Filtración Clarificación Centrifugadora Intercambiador Homogeneizador Refrigeración Envasado Almacenaje

U1 U2 U3 U4 U5 U6 U7 U8 U9 Tiempo

1 2 3 4 5

6 7 8 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

9 15

16

Por lo tanto tomando en cuenta que logramos producir 31 649 [Paquetes / ciclo] tendríamos un total de: 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑎𝑙 𝑑í𝑎 𝑙𝑒𝑐ℎ𝑒 = 31 649

𝑃𝑎𝑞𝑢𝑒𝑡𝑒𝑠 𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜 𝑃𝑎𝑞𝑢𝑒𝑡𝑒𝑠 ∗ 0.5 = 15 825 𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜 𝐷í𝑎 𝐷í𝑎

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6.2.2 Ciclo productivo de la mantequilla Se toma como referencia las horas de trabajo con las horas de elaboración de un producto en un ciclo es decir: Horas de trabajo día por operario (8 [H/Día]) entre las horas totales del ciclo (16[H/Día]) 8 [𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜] 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑑𝑖𝑎 = = 0.5 16[𝐷í𝑎] 𝐷𝑖𝑎 Grafico N°3: Ciclo de producción de la mantequilla Mantequilla Almacenaje Filtración Clarificación

U1 U2 U3

Desnatado

U4

1 2 3 4

5 U5 U6 6 U7 7 U8 8 U9 9 U10 10 Tiempo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Al lograr producir 4899 [Paquetes /ciclo] se toma el ciclo por día para la mantequilla para calcular la cantidad del producto obtenido en un día.

Pasteurizador Desodorizacion Maduración Batido Envasado Almacenado

𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑎𝑙 𝑑𝑖𝑎 𝑚𝑎𝑛𝑡𝑒𝑞𝑢𝑖𝑙𝑙𝑎 = 4899

𝑃𝑎𝑞𝑢𝑒𝑡𝑒𝑠 𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜 𝑃𝑎𝑞𝑢𝑒𝑡𝑒𝑠 ∗ 0.5 = 2449 𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜 𝐷í𝑎 𝐷í𝑎

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6.2.3 Ciclo productivo del yogurt Como un ciclo está representado por 8 horas se toma como referencia las horas de trabajo respecto a las horas de elaboración del producto en un ciclo. Que son: 𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑑𝑖𝑎 =

8 [𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜] 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 = 0.62 13[𝐷í𝑎] 𝐷𝑖𝑎

Grafico N°4: Ciclo de producción del yogurt Yogurt Almacenaje Filtración Clarificación Pasteurizar Homogeneizador Siembra Incubación Refrigeración Envasado Almacenaje

U1 U2 U3 U4 U5 U6 U7 U8 U9 U10 Tiempo

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

10 13

14

15

16

Al lograr producir 3269 [Botellas /ciclo] se toma el ciclo por día para el yogurt para calcular la cantidad del producto obtenido en un día. 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑎𝑙 𝑑í𝑎 𝑦𝑜𝑔𝑢𝑟𝑡 = 3269

𝐵𝑜𝑡𝑒𝑙𝑙𝑎𝑠 𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜 𝐵𝑜𝑡𝑒𝑙𝑙𝑎𝑠 ∗ 0.62 = 2026 𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜 𝐷í𝑎 𝐷í𝑎

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Para determinar si nuestra capacidad utilizada podría abastecer a una producción anual de nuestros productos es que se adjunta la siguiente tabla. Para obtener una producción anual de nuestros tan solo se multiplica el total diario obtenido en los programas de producción respectivos por los 260 días hábiles Tabla N°19: Abastecimiento de la capacidad de maquinaria en una producción anual. Maquina

Capacidad Producción utilizada anual Cisterna 13 766 [L] Tanque de almacenamiento 5 000 [L] Filtradora Varia L Clarificadora 12 012 000 E [L/Año] C Centrifugadora 4 004 000 [L/Año] H 4 117 500 Intercambiador de calor por 18 018 000 E [L/Año] placas [gpm/Año] Homogeneizador 16 016 000 [L/Año] Tanque de refrigeración 5000 [L] Empacadora AdiPaclMod .ADI 11 011 000 [L/Año] Pasteurizador 1 001 000 [L/Año] Evaporador 400 400 [Gpm MAN /Año] TE 4 004 000 [L/Año] 636 740 Mezcladora QUI [Paquetes/ Año] Batidora 14 014 000 LLA [Kg/Año] Envasadora 800 800 [Paq/Año] Pasteurizador 800 800 [L/Año] Homogeneizador 400 400 Y [gpm/Año] O Evaporador 160 160 G 526 760 [gpm/Año] U [Botellas /Año] Incubadora 1 201 200 R [Tar/Año] T Refrigeración 20 020 000 [L/Año] Envasadora 1201200[Bot/Año] Al comparar la capacidad utilizada de cada maquina con la respectiva producción anual de cada producto se ve que se tomo la decisión adecuada con respecto a la adquisición de cada maquinaria, porque nuestra planta procesadora de lácteos no

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se ve sobrepasada en la capacidad de procesar los 40 000 [L/Día] de leche inclusive si se desease se podría lograr procesar un mayor volumen. 6.3 Balances energéticos Solo se indicaran en que partes del proceso de cada respectivo producto existió un balance energético, ya que no en todas las etapas del proceso productivo existió la necesidad de realizar un balance de energía. Cabe recalcar que los procesos respectivos se ven explicados en la sección 7, los balances respectivos están adjuntos en el ANEXO 1 6.3.1 Balance energético de la leche Almacenaje: Balance de energía (cantidad de calor desprendido por la leche) 𝑄 = 𝜌 × 𝑉𝑎𝑙𝑚𝑎𝑐𝑒𝑛𝑎𝑗𝑒 × 𝐶𝑒 × (𝑇𝑎𝑙 − 𝑇𝑒 ) 𝑘𝑔 𝐾𝐽 𝑄 = 1032.3 3 × 5𝑚3 × 3.89 × (278 − 285)𝐾 = −140547. 645 𝐾𝐽 𝑚 𝑘𝑔 𝐾 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 = 9.76𝑘𝑊 × 8 𝑡𝑎𝑛𝑞𝑢𝑒𝑠 × 3ℎ × 1 𝑣𝑒𝑧 = 234.24 𝑘𝑊 ℎ

Tabla N°20: Características del almacenaje y del tanque de almacenamiento Sustancia

Cantidad de la Temperatura en el Tiempo de materia prima tanque almacenaje Leche 40 000 [L] 5°C 3h Maquina Capacidad Potencia Cantidad Características Tanque de 5000 [L] 7.5 [HP] 8 Mezcla y lo mantiene almacenamiento frio Energía Cantidad Costo Energía eléctrica 234.24kW h 0.74 Bs/kW h Clarificación: Cantidad de energía consumida por 4 horas, por lo que es la cantidad de horas de trabajo de la clarificadora. 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 = 7.5𝑘𝑊 × 4ℎ = 30 𝑘𝑊 ℎ

Tabla N°21: Características de la clarificadora Cantidad de impurezas Clarificadora 3000 [L /h] 1 [mg/kg] Energía Cantidad Costo Energía eléctrica 60[kW h] 0.74 [Bs/kW h] Maquina

Capacidad

Potencia 7.5 [KW]

Presión de salida del líquido < 0.1 [Mpa]

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Desnatado y normalizado Cantidad de energía eléctrica 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 = 5.6𝑘𝑊 × 4 ℎ𝑟 = 22.4 𝑘𝑊 ℎ

Tabla N°22: Características de la centrifugadora Maquina

Capacidad Potencia

Características Velocidad 30rpm Centrifugadora 1 000 [L] 7.5 [HP] Tiempo 20 s Energía Cantidad Costo Energía eléctrica 22.4[kW h] 0.74 [Bs/kW h] Tratamiento térmico

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La capacidad de recuperación térmica es tan solo del 40-50%. Se supone que se le añade 50 [L] de agua al intercambiador Tabla N°23: Características del tratamiento térmico y la sustancia Sustancia

Cantidad de flujo

Temperatura de salida de la centrifuga

Leche

1363.56 [kg / h]

10°C

Maquina Capacidad Presión Intercambiador de calor de 4500 [gpm] 300 [lb/in2] placas Bombas Potencia:1[HP] Sustancia Cantidad Costo Agua (vapor) 50Lt/día 2.30 s/m3

Características Masa Constante Características Acero inoxidable

Homogeneización Cantidad de energía eléctrica 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 = 4.3 𝑘𝑊 × 1 ℎ𝑟 = 22.4 𝑘𝑊 ℎ

Tabla N°24: Características del homogeneizador Maquina Capacidad Homogeneizador 4000 Lt/h

Potencia 5.7 [HP]

Costo 7. 00$us

Almacenamiento y refrigerado Cantidad de energía eléctrica que se consume para refrigerar. 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 = 5592.75 𝑘𝑊 × 5 ℎ = 27963.75 𝑘𝑊 ℎ

Temperatura de refrigerado𝑇𝑟𝑒 = 8°𝐶

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Tabla N°25: Características de almacenamiento y refrigerado

Sustancia

Cantidad de flujo

Temperatura de salida del homogeneizador

Tiempo

Leche

1318.72Lt / h

8°C

5 horas de refrigeración

Maquina Capacidad Cantidad Potencia Tanque de refrigeración 5000 Lt 6 7.5 HP Energía Cantidad Costo Energía eléctrica 27963.75kW h 0.74 s/ kWh Envasado Energía 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑎 = 0.75 𝑘𝑊 × 5 ℎ = 3.74 𝑘𝑊 ℎ

Tabla N°26: Características de la maquina envasadora Cantidad de Temperatura de salida del tanque de leche almacenaje Leche 31652.48Lt 8°C Maquina Capacidad Potencia Envasadora 2100 bolsas/ h 0.75 kW Energía Cantidad Costo Energía eléctrica 3.74 kW h 0.74 s/kW h Sustancia

6.3.2 Balance energético de la mantequilla Pasteurización 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 = 10.5𝑘𝑊 × 8 ℎ = 84

Temperatura de entrada de la nata𝑇𝑒 = 12°𝐶 Temperatura en la pasteurización𝑇𝑠𝑖𝑠𝑡 = 95°𝐶 Temperatura de salida de la nata𝑇𝑠 = 20°𝐶

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Tabla N°27: Características de la maquina pasteurizadora y la sustancia Sustancia

Cantidad de flujo

Temperatura de salida del desnatadora

Características

Nata

120.2 kg/h

12 °C

Masa Constante

Maquina Capacidad Pasteurizador 250 Lt/hr Energía Cantidad Energía eléctrica 84 kW h

Potencia Características Costo 10.5 kW De 4°C a 30°C 11 000 $us Costo 0.74 Bs/kW h

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Proceso de maduración Cantidad de energía consumida 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 = 5.6 𝑘𝑊 × 2 𝑡𝑎𝑛𝑞𝑢𝑒 × 5 ℎ = 56 𝑘𝑊 ℎ

Tabla N°28: Características de la mezcladora y la sustancia Cantidad de Temperatura flujo de salida Nata 119 kg/h 7°C Maquina Capacidad Potencia Mezcladora 1000 Lt 7.5 HP Energía Cantidad Costo Energía eléctrica 56 kW h 0.74 Bs/kW h Batido y amasado Sustancia

Cantidad de energía consumida 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 = 5.6 𝑘𝑊 × 1 ℎ = 5,6 𝑘𝑊 ℎ

Tabla N°29: Características de la batidora y sustancia Sustancia Cantidad de flujo Temperatura de salida de la maduración Nata 2856 kg/día 15°C Maquina Capacidad Potencia Batidora 3500 kg 7.5 HP Energía Cantidad Costo Energía eléctrica 5.5927 kW h 0.74 s/ kW h Envasado Cantidad de energía consumida 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 = 5.6 𝑘𝑊 × 1 ℎ = 5,6 𝑘𝑊 ℎ

Tabla N°30: Características de la envasadora y sustancia Sustancia Cantidad de flujo Temperatura de salida Mantequilla 1469.7kg 15°C Maquina Capacidad Potencia Envasadora 200 paquete /hr 7.5 hp Energía Cantidad Costo Energía eléctrica 5.593 kWh 0.74 s/kWh

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6.3.3 Balance energético del yogurt Pasteurizado Tabla N°31: Capacidad de la maquina pasteurizadora Maquina Pasteurizador de placas autónomas

Capacidad 200 [L/H]

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Homogeneización Cantidad de energía consumida 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 = 7.457𝑘𝑊 × 10 ℎ = 74.570 𝑘𝑊ℎ

Tabla N°32: Características del homogeneizador y sustancia Sustancia Cantidad de flujo Temperatura Leche 196 Lt/h 10°C Maquina Capacidad Potencia Homogeneizadores 100gpm 10HP Energía Cantidad Costo Energía eléctrica 74.570kWh 0.74 s/kW h Incubación Cantidad de energía consumida 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑎 = 1.3 𝑊 × 24 ℎ = 0.0312 𝑘𝑊 ℎ

Tabla N°33: Características de la incubadora y sustancia Sustancia Leche fermentada Maquina Incubadora Energía Energía eléctrica Refrigeración

Cantidad de flujo Temperatura 131.626 Lt /h 10°C Capacidad Características 300 tarros De 0°C a 60°C Cantidad Costo 0.0312 kWh 0.74 s/kW h

Cantidad de energía consumida 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 = 5592.75 𝑘𝑊 × 10 ℎ = 55927.5 𝑘𝑊ℎ

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Tabla N°34: Características de los tanques y sustancia Temperatura de salida de la incubación Yogurt 3269.43 kg/día 10 °C Maquina Capacidad Cantidad Potencia Tanques 5000 Lt 2 7.5 hp Energía Cantidad Costo 55927.5 Energía eléctrica 0.74 s/kWh kWh Envasado Sustancia

Cantidad de flujo

Cantidad de energía consumida 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑎 = 0.75 𝑘𝑊 × 5 ℎ = 3.74 𝑘𝑊 ℎ

Tabla N°35: Características de la envasadora y sustancia Sustancia Cantidad de flujo Temperatura Yogurt 3269.43 kg/día 8°C Maquina Capacidad Envasadora 300 botellas/hr Energía Cantidad Costo Energía eléctrica 3.74 kWh 0.74 s/kWh

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6.4 Diagrama de flujo de la planta Grafico 5: Diagrama de flujo del proceso de elaboración de leche 825,84 kg

0,0405 kg

Almacenamiento Recepci ón de la leche cruda

41292 kg

40466,16 kg

41292 kg

4855,93 kg Nata para proceso de mantequilla

Filtracion

Aditivos 35610,19 kg

3,30 kg 32671,55 kg

32725,44 kg

32725,44 kg

Almacenamiento

2884,8 kg Leche para proceso de yogurt

Homogeneización

Tratamiento térmico (UHT)

Desnatado y normalizado

32674,85 kg 32674,85 kg

Envasado

Distribución

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Grafico 6: Diagrama de flujo del proceso de elaboración de la mantequilla Desodorizacion

Pasteurización

Nata obtenida del proceso de desnatado de la leche

2884,8 kg

Maduracion

2884,8 kg

2856 kg

28,8 kg Perdidas Batido

Amasado Aditivos

65,6 kg

1404,097 kg

2856 kg

1451,903 kg 1469,7 kg

Lactosuero

1469,7 kg

Envasado

Distribución

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Grafico N°7: Diagrama de flujo del proceso de elaboración de yogurt Pasteurizacion 4855,93 kg

Homogeneizacion 4855,93 kg

Porción de la leche desnatada y normalizada

Evaporacion

4855,93 kg

1689,84 kg

Efluente del evaporador

3166,09 kg

8,36 kg

Envasado 3269,43 kg

3269,43 kg

3269,43 kg

Refrigeracion

94,98 kg

Aditivos

Siembra

Incubacion

Distribucion

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6.5 Infraestructura de la planta La infraestructura propuesta para la planta procesadora de lácteos logra brindar todos los medios requeridos para lograr llevar a cabo con comodidad y eficiencia el procesamiento de lácteos, en la siguiente imagen se puede observar cómo será construida la planta procesadora de lácteos. En si el terreno debe de ser almenos unos 1500 m2 (el lugar en donde iría la plata cuenta con aproximadamente 1750 m2 como estimación 35 m x 50 m) Imagen N°2: Distribución de la infraestructura

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Tabla N°36 Descripción de la infraestructura Ambiente Planta de operación

Almacén Área administrativa

Baños Laboratorio

Control de personal

Descripción Se debe un área 500 m2 exclusivamente para la planta de operación El almacén tendrá una superficie de aproximadamente 180 m2 El área administrativa abarca las estructuras de supervisión y administración que y tiene una superficie de 100 m2 Los baños tendrán un área de 30 m2 El laboratorio en el cual se realizaran los controles de calidad tendrá una superficie de 80 m2 El área de control de personal tendrá una superficie de 80 m2

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6.6 Lay – out de la planta de operación El lay out describe la distribución adecuada de los equipos dentro de la planta de operación. En la siguiente imagen se muestra la disposición de los equipos. Imagen N°3: Lay Out

6.7 Medios de transporte para recojo e materia prima y distribución El objetivo de cambiar la ubicación de la planta, la metodología de recojo y distribución es abaratar los costos fijos de producción para así obtener mayores beneficios que los planeados a un inicio. A la vez se realizó un análisis económico para verificar cual es la mejor opción de compra en función de la metodología de recojo y distribución. Para ello solo se aceptan vehículos de transporte cuyo límite de antigüedad no sea inferior a modelos 2005 ya que la vida útil normada de los vehículos dependiendo del lugar en donde se desenvuelven oscilan entre los 10 e incluso 30 años de vida útil en algunos países en vías de desarrollo. Actualmente se están desarrollando políticas que impidan la circulación de vehículos de carga con antigüedad mayor a los 20 años en Colombia y en Ecuador, es por eso que para prevenir situaciones adversas debido a políticas solo se aceptaran vehículos desde los modelos 2005 en adelante.

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Cotización de transporte pesado Se realizaron algunas cotizaciones para ver qué y cuantos camiones comprar según lo requerido para llevar un poco más de 40000 kg de carga útil. Para ello, como se había mencionado solo se tomaron en cuenta carros con menor antigüedad a modelos del 2005. 





CAMION IVECO STRALIS FRIGORÍFICO: Capacidad de carga útil de 15000 Kg, 3 ejes, sistema de aire acondicionado y equipo frigorífico thermo King, modelo 2006, motor a Diésel, precio; 26350 Euros p/u (Cantidad a adquirir: 3) Consumo de diésel: 3.81 km/L. Su valor futuro considerando que se lo vendería 10 años después de haberlo usado sería de 2635 por unidad CAMION DAF – LF: Capacidad de carga útil de 10000 kg, 2 ejes, puerta elevadora de 1500 Kg, cabina con aire acondicionado, modelo 2007, motor a Diésel, precio; 35000 Euros p/u (Cantidad a adquirir: 5) Consumo de Diésel: 4.72 km/L. Su valor futuro a los 10 años de uso sería de 3888.8 CAMION MERCEDES BENZ ATEGO: Capacidad de carga útil de 5600 Kg, plataforma elevadora, ventilación interna, 2 ejes, motor a Diésel, modelo 2005, precio; 13800 Euros p/u (Cantidad a adquirir: 8) Consumo de Diésel: 5.40 km/L. Este carro al ser un modelo antiguo no tiene valor futuro al menos que se lo pueda vender por partes aunque su precio no está cuantificado, por lo tanto tomaríamos en cuenta que no tendrá un precio al haberlo usado por 10 años.

Análisis económico para adquisición de medios de transporte Para determinar qué y cuantos camiones se deben adquirir para el funcionamiento de la planta se debe hacer un análisis de los costos que implicarían la inversión para la adquisición de los mismos y los costos de operación de cada uno de los tipos de opciones de compra, para ello se usará el criterio de valor presente. Un dato importante es que todos los camiones tentativos a ser adquiridos funcionan a base de Diésel, el cual tiene un precio de: 3.72 Bs/Litro (0.53 USD) en Bolivia. Para poder cumplir con los requerimientos de carga se debe saber que si se va a necesitar transportar 40000 [Litros/día] se debe contar con los suficientes camiones capaces de transportar dicha carga. Mediante el siguiente calculo: 40000

𝐿 𝐾𝑔 𝐾𝑔 × 1.0302 = 41292 𝑑𝑖𝑎 𝐿 𝑑𝑖𝑎

Se pudo determinar la capacidad total de carga con la que deben contar los camiones que se requiere para dicho trabajo, por lo tanto se puede deducir que

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teniendo las anteriores cotizaciones de precios de camiones la cantidad de los mismos dependiendo del modelo serían: Tabla N °37: Cantidad de camiones requeridos para el transporte de la materia prima Cantidad Modelo de camón 3 CAMION IVECO STRALIS FRIGORÍFICO 5 CAMION DAF – LF 8 CAMION MERCEDES BENZ ATEGO En la tabla anterior se observa la cantidad de camiones requeridos para poder transportar la carga de materia prima (leche sin tratar) requerida para la producción de leche, mantequilla y yogurt. Para realizar el análisis económico de los camiones se consideró dos aspectos importantes para cada opción de compra: El precio de los mismos (inversión) y el costo anual de operación de los mismos en la recolección de la materia prima. Los datos comunes que se tomaron en cuenta son: -

Los 3 tipos de camiones usan diésel que cuesta: 3.72 Bs/Litro Distancia promedio desde los puntos más lejanos a la planta a recorrer por cada camión de ida (planta – punto de recojo) y vuelta (punto de recojo planta) es: 𝐷𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎𝑝𝑟𝑜𝑚𝑝𝑜𝑟𝑐𝑎𝑚𝑖𝑜𝑛 (𝑖𝑑𝑎𝑦𝑣𝑢𝑒𝑙𝑡𝑎) =

80.7 × 2 + 85.8 × 2 + 99.7 × 2 3

𝐷𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑐𝑎𝑚𝑖ó𝑛 (𝑖𝑑𝑎 𝑦 𝑣𝑢𝑒𝑙𝑡𝑎) = 177.5

𝐾𝑚 𝐶𝑎𝑚𝑖ó𝑛

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Días trabajados al año= 260 días/año Precio diésel= 3,72 Bs/L Distancia prom/camión= 177,5 km/c Tabla N° 38:Modelos de camión # de Consumo Bs Bs L/(u*d Bs/(u* unidad Modelo de unidad diésel/u totales/ totales/ ía) día) es (km/L) día año IVECO STRALIS 135179, 3 FRIGORÍFICO 3,81 46,59 173,31 519,92 53 181862, 5 DAF – LF 4,72 37,61 139,89 699,47 29 MERCEDES BENZ 254337, 8 ATEGO 5,4 32,87 122,28 978,22 78 En la tabla se observa la metodología usada para determinar el costo anual de la posible compra de los camiones de una determinada marca. 1 €=7,32 bs Tabla N° 39: Costo operacional anual U. req. 3 5 8 Precio/U 192882 256200 101016 IVECO MERCEDES Año STRALIS DAF – LF BENZ FRIGORÍFICO ATEGO 0 -578646 -1281000 -808128 1 -135179,53 -181862,29 -254337,78 2 -135179,53 -181862,29 -254337,78 3 -135179,53 -181862,29 -254337,78 4 -135179,53 -181862,29 -254337,78 5 -135179,53 -181862,29 -254337,78 6 -135179,53 -181862,29 -254337,78 7 -135179,53 -181862,29 -254337,78 8 -135179,53 -181862,29 -254337,78 9 -135179,53 -181862,29 -254337,78 10 -135179,53 -181862,29 -254337,78 VP -$b 592.164 -$b 1.299.186 -$b 833.562 En esta tabla se observa el análisis económico en donde se observa que la mejor opción de compra es la adquisición de 3camiones marcaIVECO STRALIS FRIGORÍFICO, se pudo determinar su conveniencia económica a partir de realizar el análisis del valor presente por los 10 años de operación de la planta considerando un 10% de tasa de interés, una aproximada al de los préstamos bancarios para emprendimientos.

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Imagen N°3: Camiones a adquirir

Imágenes de los camiones a adquirir, tanto de perfil como por dentro, en la segunda imagen se observa el sistema de refrigeración que permite mantener a la leche en buen estado por mucho más tiempo Metodología de recojo de materia prima y distribución La metodología de recojo de la materia prima para la producción de los insumos necesarios se la acomodó en función de los 3 camiones disponibles que ganaron la consigna. Se pudo analizar las rutas que se seguirán para el recojo de la materia prima tal que se pueda aprovechar al máximo el uso de los camiones y tratando de optimizar tanto el uso de combustible como de tiempo. A la vez se consideró que todos los 9 puntos deben aportar con una cantidad de materia prima de 4300 – 4600 Litros de leche, siendo la carga de 4444.33 litros por comunidad (4500 litros) para que se pueda completar con cantidad necesaria para la operación de la planta a las escalas previstas. Por otro lado se consideró tomar en cuenta a algunas comunidades que pueden aportar con materia prima cercanas a las rutas previstas si es que se diera el caso de que alguna comunidad no pueda cumplir con el requerimiento de la planta. Se escogieron 3 rutas que abarcan los 9 puntos más importantes de recojo y también los puntos de recojo de emergencia las cuales consisten en: RUTA 1: El camión 1 se dirigirá hasta la comunidad de Huatajata que se encuentra a casi 81 Km de la planta, a 2 horas de la misma considerando el tráfico alto que caracteriza parte del camino hacia dicha comunidad. Una vez ahí, se procede por recoger una carga de 4500 Litros aproximadamente como se había mencionado para luego seguir con su camino hacia la planta, mismo en el cual se encontrará con la comunidad de Huarina en donde se recogerá la misma cantidad previamente mencionada, luego pasará por Batallas para realizar el mismo procedimiento. El punto de recojo de emergencia también se enceuntra de camino

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hacia la planta y es el punto de Pucarani, cabe recalcar que no se recogerá nada de este punto ya que este solo es de emergencia. Imagen N°4: Ruta de camión 1

Como se puede observar en la imagen, todos los puntos de recojo se encentran en la misma ruta que debería seguir el camión para llegar a su destino. Se observa marcado con un círculo rojo el primer punto, con cirulo azul el segundo punto y el tercer punto con color verde, por otro lado el punto de emergencia con círculo amarillo. RUTA 2: El camión 2 se dirigirá hacia la comunidad de Guaqui en donde se prevé recoger una carga de 4500 Litros como todas las demás, para luego en su camino de regreso a la planta pasar por la comunidad de Tiwanaku para recoger una carga similar a la anterior y luego por la comunidad de Tambillo en donde se recogerá la última carga, el punto de recojo de emergencia en este caso es la comunidad de Laja, que también queda de camino hacia la planta. Luego el camión se dirigirá a la planta y dejará la carga recogida.

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Imagen N°5: Ruta de camión 2

Como se puede observar en la imagen, todos los puntos de recojo se encentran en la misma ruta que debería seguir el camión para llegar a su destino.Se observa marcado con un círculo rojo el primer punto, con cirulo azul el segundo punto y el tercer punto con color verde, por otro lado el punto de emergencia con círculo amarillo. RUTA 3: El camión 3 se dirigirá a la comunidad de Patacamaya como primer punto de recojo para luego dirigirse a la comunidad AyoAyo para la segunda carga y luego a la comunidad de Cañamarca, los puntos de emergencia son Villa Remedios y Achocalla. Cabe recalcar que también en esta ruta, tanto el segundo, tercero como los puntos de emergencia quedan de camino hacia la planta desde el punto inicial de recojo.

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Imagen N°6: Ruta de camión 3

Como se puede observar en la imagen, todos los puntos de recojo se encentran en la misma ruta que debería seguir el camión para llegar a su destino.Se observa marcado con un círculo rojo el primer punto, con cirulo azul el segundo punto y el tercer punto con color verde, por otro lado el punto de emergencia con círculo amarillo. 7 Organización de la empresa Nuestra empresa será de carácter privado y se enfocara en la producción de leche, mantequilla y yogurt. La empresa está identificada como una Sociedad de Responsabilidad Limitada (SRL). Una de las razonas por la cual se optó por tener una sociedad de responsabilidad limitada es que en caso de que se contraiga alguna deuda en nombre de la empresa, esta deuda no será respondida con el patrimonio personal de los socios, sino con el patrimonio de la empresa.

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La asamblea de socios conformada por 4 personas que en este caso son los inversionistas del proyecto, delegaran el cargo de gerente general a una persona calificada, para que esta logre administrar toda la empresa. 7.1 Misión La misión de la empresa es llegar a comercializar lácteos dando a nuestros consumidores un producto de calidad, de alto contenido nutritivo y de agradable sabor. 7.2 Visión Llegar a expandirse en la comercialización de lácteos a nivel nacional, aumentando gradualmente la producción y buscando el mejoramiento del producto. 7.3 Organigrama de la empresa El organigrama de la empresa estará determinado como se muestra a continuación:

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Grafico N°8: Organigrama de la planta

En total se tiene         

4 Accionistas (Socios) 10 Personas de planta 3 Chofer 1 Bodeguero 2 Tecnicos 2 Vendedores 2 Personas para la limpieza 2 Inspectores de calidad 1 Guardia de seguridad

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Para aminorar costos se decidio tener personal que cubra más de una responsabilidad dentro de la empresa, este es el caso del gerente de finanzas que a su vez sera tambien el encargado de la administracion y tambien el caso del gerente de ventas que tambien sera encargado de la publicidad. Esto nos da un total de 31 personas involucradas en el desarrollo del proyecto, incluyendo los 3 socios. 7.4 Manual de funciones Las funciones básicas se describen a continuación: Accionistas: Personas que ponen el capital de trabajo de la empresa para que esta pueda ser implementada. Gerente general: Fijar políticas y objetivos así como diseñar las estrategias para cumplir con los objetivos propuestos, además de controlar y evaluar cada una de las secciones de la empresa, en este caso será uno de los socios. Bodeguero:Se encargará de llevar los inventarios de la entrada y salida de la materia prima; además, fijará un lote de seguridad de materia prima y de suplementos para la obtención de leche de castaña. También controlara la cantidad que se almacena tanto en el tanque de almacenamiento como el producto envasado como tal. Técnico:Los técnicos son profesionales que velarán por el buen funcionamiento de los equipos, maquinaria e instalaciones de la planta. Inspector de calidad:El control de calidad periódico se encarga de los análisis físicos, químicos y aminoácidos. Este puesto será llenado por un profesional que sea Ingeniero Industrial o Químico, con experiencia mínima de 2 años en cargos de calidad total. Vendedores: Encargados de la captación de nuevos clientes, a través de la implementación de estrategias de ventas fijadas por el gerente de ventas y publicidad. Gerente de ventas y publicidad:Organizará el equipo de vendedor(es)/(as), estudiará nuevos mercados, mantendrá buenas relaciones con los clientes, se encargará de la publicidad en general. Se encargará de visitar a los clientes para conocer sobre sus requerimientos. En este caso será uno de los socios Gerente de producción: Se encargara de fijar parámetros de producción de acuerdo a las necesidades anuales para cubrir la demanda proyectada. En este caso será uno de los socios Gerente administrativo y de finanzas: Sera la persona encargada de observar que todo el personal de planta esté trabajando de una manera eficiente, además

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de que será el encargado de la redirección de ganancias para el pago de posibles deudas adquiridas en nombre de la empresa. También será el encargado de elevar informes hacia gerencia general para notificar las posibles necesidades de todos los empleados de la empresa. En este caso será uno de los socios Personal de planta: Serán los encargados de operar la maquinaria que se encuentra en la planta, estos serán los responsables de producir la leche de castaña. Guardia de Seguridad:Se encargará de vigilar la entrada y salida del personal de planta y también llevar un control de entrada de las persona no autorizadas cada vez que hagan su ingreso a la planta, como también de los camiones, autos y otros vehículos. . Chofer:Se encargará de la entrega del producto terminado a los respectivos clientes, además debe ir a las haciendas a retirar la materia prima y de alguna otra encomienda a él asignada siempre que sea en horas de trabajo y en beneficio de la empresa. 8. Estudio legal 8.1 Requisitos funda empresa Los requisitos que FUNDAEMPRESA exige a sociedades de responsabilidad limitada son: 





Testimonio de escritura pública de constitución social, en original o fotocopia legalizada legible. El mencionado instrumento debe contener los aspectos previstos en el Art. 127 del Código de Comercio y adecuarse a las normas correspondientes al tipo societario respectivo establecidas en el mismo cuerpo normativo. Testimonio de poder del representante legal original o fotocopia legalizada legible, para el caso en el que la escritura pública de constitución no determine el nombramiento del mismo. No se requiere la inclusión del acta de asamblea. Si el representante legal es extranjero debe presentar el documento original que acredite la radicatoria en el país (únicamente para verificación), debiendo constar en el mismo alternativamente: visa de objeto determinado, permanencia temporal de un año, permanencia temporal de dos años, visa múltiple o permanencia indefinida, acompañando una fotocopia simple de dicho documento firmada por el titular. En su caso, puede también presentar certificación original o fotocopia legalizada extendida por el Servicio Nacional de migración SENAMIG. Formulario Nº 0020 de solicitud de Matrícula de Comercio con carácter de declaración jurada, debidamente llenado y firmado por el representante legal.

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

Balance de apertura firmado por el representante legal y el profesional que interviene, acompañando la respectiva solvencia profesional original otorgada por el Colegio de Contadores o Auditores.  Publicación del testimonio de constitución en un periódico de circulación nacional que contenga las partes pertinentes referidas a:  Introducción notarial de la escritura pública en la que conste el Nº de instrumento, lugar, fecha, Notaria de Fe Pública y Distrito Judicial  Transcripción in extenso y textual de las cláusulas establecidas en los incisos 1 al 7 del Art.127 del Código de Comercio.  Conclusión y concordancia de la intervención del Notario de Fe Pública. (Adjuntar página completa del periódico en que se efectúa la publicación) Tras haber realizado el trámite en FUNDAEMPRESA, se tiene que realizar un trámite correspondiente en impuestos nacionales para obtener un número de NIT con el que la empresa operara. Junto con el número de NIT también es entregado un documento con el tiempo de impuestos que se debe pagar, ya que los impuestos varían según el tamaño de la empresa, ubicación y ciertos factores de un estudio del caso individual. Luego se debe presentar el documento de FUNDAEMPRESA y en número de NIT en la alcaldía para la otorgación del Padrón municipal y así poder realizar las actividades correspondientes de la empresa. 8.2 Impuestos a pagar a) Impuesto al valor agregado (IVA) Este impuesto se paga sobre la diferencia entre los débitos y créditos impositivos que surgen de facturas o notas fiscales. La tasa de este impuesto es del 13%, aplicado por las operaciones que realice la compañía por: El impuesto debe ser incluido en el precio de venta e incluye actividades de: Importación de bienes, compra de bienes muebles y servicios. b) Impuesto a las transacciones Este impuesto está definido en la Ley como un impuesto directo sobre los ingresos brutos. Los ingresos en especie deben ser computados al valor de mercado de los bienes entregados. Se paga mensualmente y su tasa es del 3% sobre el total de las ventas o servicios. c) Impuesto sobre las utilidades generadas La compañía está obligada al Impuesto sobre las Utilidades generadas, este se aplica sobre las utilidades resultantes de los Estados Financieros al cierre de cada gestión anual.

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El Impuesto a las Utilidades de las Empresas se paga solamente sobre las ganancias de fuente Boliviana, es decir de aquellas que provienen de bienes situados, colocados o utilizados económicamente en el país, de la realización en el territorio nacional de cualquier acto o actividad susceptible de producir utilidades. El pago de este impuesto es del 25% de las utilidades generadas. d) Impuesto a la propiedad de bienes inmuebles y vehículos automotores Las compañías propietarias de bienes inmuebles están alcanzadas con el objeto de este impuesto. El porcentaje del impuesto es variable en función de la ubicación del inmueble, la calidad de la construcción, y el acceso a los servicios públicos. Este impuesto se paga anualmente. Las compañías propietarias de vehículos automotores están alcanzadas con el objeto de este impuesto. El porcentaje del impuesto es variable en función de la nacionalidad del vehículo, la cilindrada, número de puertas, el modelo, etc. Este impuesto se paga anualmente. 8.3 Normativa especifica 8.3.1 RASIM (Reglamento ambiental para el sector industrial manufacturero) Según detalla este reglamento a la ley 1333 es necesaria la gestión ambiental en cualquier tipo de empresa en Bolivia. De acuerdo al anexo N°1 del RASIM la empresa que se desea crear corresponde a la siguiente subclase 15142 categorías 1 y 2. Por lo que nuestra empresa debe cumplir con los siguientes puntos. 







La industria es responsable de la contaminación ambiental que genere en las fases de implementación, operación, mantenimiento, cierre y abandono de su unidad industrial, de acuerdo con lo establecido en el presente Reglamento La industria será responsable de priorizar sus esfuerzos en la prevención de la generación de contaminantes a través de la aplicación continua de una estrategia ambiental preventiva e integral a procesos, productos y servicios, de manera que se aumente la eco-eficiencia y se reduzcan los riesgos para el ser humano y el medio ambiente. Las acciones de protección al medio ambiente que efectúe la industria deberán ser compatibles con la calidad del ambiente ocupacional y la protección de la salud de sus trabajadores. La reducción de la contaminación de un factor ambiental no deberá afectar negativamente en mayor grado a otros factores ambientales. Las industrias en proyecto de las Categorías 1, 2 y 3, deberán instalarse en parques o zonas industriales, cuando estos existan, en caso contrario

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 

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podrán ubicarse en una zona autorizada, conforme al Plan de Ordenamiento Urbano y Territorial Municipal. La industria en proyecto de Categoría 1 ó 2 según el Anexo 1, no podrá iniciar actividad física alguna de instalación sin su respectiva Declaratoria de Impacto Ambiental (DIA), que se constituye en su Licencia Ambiental. La industria en proyecto de Categoría 1 ó 2, deberá elaborar un Estudio de Evaluación de Impacto Ambiental (EEIA) y un Plan de Manejo Ambiental (PMA) según el contenido de los Anexos 3 y 7. Estos documentos tienen carácter de Declaración Jurada y son de cumplimiento obligatorio. Si la industria proyecta localizarse en un parque industrial que cuenta con una Licencia Ambiental, no requerirá elaborar un EEIA, debiendo presentar un PMA para obtener la autorización de implementación de la unidad industrial.

8.3.2 Normativa SENASAG La normativa SENASAG tiene como objetivo el garantizar el cumplimiento de la normativa vigente en materia de inocuidad alimentaria, en el proceso de otorgamiento del registro Sanitario para la empresa que se está creando. Entre la documentación requerida por SENASAG se menciona lo siguiente:      

Documentos Internos y Externos y registros necesarios para el apropiado. funcionamiento del Sistema de Gestión de Calidad. Documentos y registros Exigidos por la Norma ISO 9001:2008. Definición de Mecanismos y Responsabilidades por la aprobación y socialización de documentos. Definición de condiciones de accesibilidad y conservación para los registros identificados. Identificación y definición de procesos operativos. Identificación de Registros apropiados para proveer evidencia de la ejecución de actividades

Para la calificación y recolección de toda esta documentación requerida se observan los siguientes procesos que sigue SENASAG para otorgar el registro sanitario correspondiente:    

Procedimiento de Registro Sanitario Procedimiento de Emisión y Archivo Procedimiento de Inspección Procedimiento de acciones preventivas, correctivas y mejora

Es importante recalcar que el SENASAG trabaja más que todo a lo que se refiere a la importación de alimentos, en el caso del Proyecto se advierte que la utilización de insumos (materia prima y materiales) es sobre todo nacional, pero existe cierta

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maquinaria se compra de territorio internacional, en ese caso la empresa debe regirse a esta normativa. 8.3.3 Norma ISO 9001 La norma ISO se citó con anterioridad entre los requerimientos que exige SENASAG, a continuación se muestra la documentación exigida por la norma:    

Declaraciones documentadas de una política de calidad y de objetivos de la calidad. Manual de la Calidad Procedimientos documentados y los registros requeridos por esta Norma Internacional. Documentación, incluidos los registros que la organización determina que son necesarios ríos asegurarse de la eficaz planificación, operación y control de sus procesos.

Todos estos documentos deben estar registrados para proporcionar evidencia de la conformidad, estos deben ser legibles, fácilmente identificables y recuperables. Por otro lado, la alta dirección debe ser responsable de colocar las políticas de calidad concernientes para la empresa y manejar todo lo referente a gestión de calidad y su cumplimiento por parte de todo el personal de la empresa. 9. Tratamiento de efluentes 9.1 Antecedentes 9.1.1 Justificación Debido a que las aguas residuales generadas en los procesos de la planta de lácteos (leche , mantequilla y yogurt) son de un caudal aproximado de 120𝑚3 /dia y de acuerdo a las composiciones de estos efluentes , es necesario, según la normativa impuesta por el SERNAP un tratamiento de estos efluentes antes de su disposion final. 9.2 Objetivo El objetivo es diseñar un procedimiento de tratamientos de efluentes para la planta de lácteos diseñada para la elaboración de leche, yogurt y mantequilla. 9.3 Marco Teórico Las aguas residuales generadas en la industria láctea presentan una contaminación principalmente de carácter orgánico (DQO y DBO elevadas), con una elevada concentración de grasas y también de nitrógeno y fósforo. Aunque la DBO5 media puede estar en torno a 3.000-4.000 mg O2/L, los vertidos muestran

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una elevada variabilidad, tanto en caudal como en composición. Ésta depende fundamentalmente del proceso que genera las aguas residuales y del producto que se prepara. Así, el suero que se genera en la elaboración de quesos tiene una DBO del orden de 40.000-50.000 mg O2/L y se considera que una granja que procese unos 100 m3/día de leche para la elaboración de queso, genera la misma contaminación que un núcleo de 55.000 habitantes. La industria láctea, dedicada a la producción de leche y a la elaboración de quesos, yogures y mantequillas entre otros productos, genera una gran cantidad de agua residual. Actualmente, en la producción de leche, la generación de aguas residuales se estima de promedio entre 1 y 2 litros por litro de leche producida. Las aguas residuales se generan por fugas y derrames de materias primas, en las limpiezas de los equipos de proceso (tanques, pasteurizadores, tinas de cuajo, etc.), en el lavado de superficies (suelos y paredes) y en el vertido de las salmueras agotadas. Residuos Tóxicos y peligrosos Por regla general, la generación de residuos tóxicos y peligrosos por parte de la industria láctea es prácticamente nula. Tan sólo se les puede aplicar este concepto a determinados fluidos refrigerantes de transformadores eléctricos, fluidos refrigerantes, aceites usados y residuos de Laboratorios. Estos residuos no pueden ser evacuados de cualquier forma y deben ser entregados al acabar su periodo de uso a un Gestor de Residuos legalmente reconocido para que se encargue de su eliminación. Residuos líquidos En las centrales lecheras se producen diariamente una considerable cantidad de aguas residuales, que suele oscilar entre 4 y 10 I de agua por cada 1 de leche tratada, según el tipo de planta. La mayor parte de estas aguas proceden fundamentalmente de la limpieza de aparatos, máquinas y salas de tratamiento, por lo que contienen restos de productos lácteos y productos químicos (ácidos, álcalis, detergentes, desinfectantes, etc.), aunque también se vierten aguas de refrigeración que, si no se recuperan de forma adecuada, pueden suponer hasta 2-3 veces la cantidad de leche que entra en la central. 9.3.1 Factores que afectan a la composición y volúmenes de las aguas residuales. El volumen de los efluentes y su contenido en materia contaminante son muy variables, según sea la naturaleza de la fabricación, las técnicas de trabajo y de cómo se realicen las operaciones de limpieza. Dada la variabilidad de las

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industrias que estamos tratando, el nivel de carga orgánica de un vertido puede estar influenciado por los siguientes aspectos: - El tipo de industria (sí procesa un solo producto o varios). - La presentación final que se quiera dar a ese producto. - El nivel de producción (sistemas continuos o por cargas). - Si se mezclan las aguas de proceso con las de refrigeración (vertidos más diluidos o más concentrados). - Si se han implantado buenas prácticas de gestión medioambiental. 9.3.2 Orígenes de los vertidos y composición general Los vertidos residuales de las industrias de leche y derivados, proceden principalmente de las operaciones de: • Limpieza de equipos e superficies • Aguas de refrigeración (cuando no se recuperan) • Condensados • Restos de leche y lactosuero (en la producción de mantequilla) Si las redes de drenaje son de tipo unitario, las aguas pluviales se incorporarían al resto de los vertidos de la empresa, modificando su composición. Así mismo, cabe esperar la presencia de los vertidos de las duchas y aseos del personal, que también pueden mezclarse con los de la actividad, y que tienen como principales contaminantes sólidos en suspensión, materia orgánica, detergentes y amoniaco. Se ha estimado que el 90% de la DQO de las aguas residuales de una industria láctea es atribuible a componentes de la leche y sólo el 10% a sustancias ajenas a la misma lo cual no requiere de un tratamiento especial de sustancias toxicas. En la composición de la leche además de agua se encuentran grasas, proteínas (tanto en solución como en suspensión), azúcares y sales minerales. Los productos lácteos además de los componentes de la leche pueden contener azúcar, sal, colorantes, estabilizantes, etc., dependiendo de la naturaleza y tipo de producto y de la tecnología de producción empleada. Todos estos componentes aparecen en las aguas residuales en mayor o menor cantidad, con las aguas de limpieza y los productos que se empleen en ésta. Los contaminantes esperados en la limpieza son materia orgánica, sólidos en suspensión, aceites y grasas, nitrógeno orgánico y detergentes. Generalmente tienen un carácter alcalino, con valores de pH que pueden aproximarse a 11. Los contaminantes que cabe esperar en el vertido de las aguas de refrigeración y purgas de calderas, siempre y cuando el agua no esté en contacto directo con los equipos y piezas a refrigerar, son sólidos en suspensión y conductividades elevadas. Las aguas residuales de las industrias de tratamiento de leche presentan las siguientes características generales: Marcado carácter orgánico (elevada DBO5 y DQO), debido a la presencia de componentes de la leche, que tiene una DBO5 de 110.000 mg/l y una DQO de 210.000 mg/l. Alta biodegradabilidad. Presencia de aceites y grasas.

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Altas concentraciones de fósforo y nitratos, principalmente debidos a los productos de limpieza y desinfección. Presencia de sólidos en suspensión, principalmente en elaboración de quesos. Conductividad elevada (especialmente en las empresas productoras de queso debido al vertido de cloruro sódico procedente del salado del queso).Valores puntuales de pH extremos, debidos a las operaciones de limpieza. Uso de ácidos y bases en las limpiezas CIP. En la siguiente tabla, elaborada por la Federación nacional de industrias lácteas, se resumen las características de los vertidos en función de su origen. Tabla Nº40 Características de los vertidos en función de su origen Proceso productivo

Leche

Operaciones con mayor generación de aguas residuales Tratamiento térmico

Observaciones

El volumen de vertido depende de si se realiza recirculación de las aguas del tratamiento térmico Nata y mantequilla Pasteurización Las aguas de lavado de la Batido-amasado mazada tienen un alto contenido en grasas Yogurt Limpieza conducciones Cantidad en función del Envasado grado de automatización de los sistemas de limpieza Referencia: Bibliografia (3), Federación nacional de industrias lácteas, España. Tabla Nº41 Parámetros para la composición de los vertidos de la industria láctea. Parámetros Leche de consumo Productos lácteos Ph 7,5 9,0 Conductividad (Ms/cm) 1,6 1,1 DBO5 (mg/l) 1200 3000 DQO(mg/l) 3000 6000 Sólidos en suspensión 250 1600 Materia sedimentable 0,0 0,0 (ml/l) Cloruros(mg/l) 140 97 Nitratos (mg/l) 0,5 10 Amonio 60 130 P hidrolizable 5 8 P total 60 130 Aceites y rasas 6 11 Detergentes 0,4m^3/ m^3 1,0 m^3/tm Referencia: Bibliografía (3), Federación nacional de industrias lácteas, España.

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En la tabla Nº5 se tienen las composiciones de las aguas residuales para la leche y para otros productos lácteos, se tomará esta estimación para el yogurt y mantequilla. 9.4 Procedimiento A título indicativo, en una central lechera puede esperarse un volumen de vertido de entre 1,5 a 2,5 litros por cada litro de leche procesada, y en el conjunto de la industria láctea el rango se amplía hasta 2 a 5 litros. Tabla Nº42 Volumen de aguas residuales generadas en industrias lácteas Producto o Proceso Volumen de agua residual ( Lt / Lt de leche) Centros de recogida 0,5-2 Mantecas 80/kg de mantequilla Lechería 1-2 Evaporadores 0,6-0,9 Limpieza de instalaciones 0,01 Referencia: Bibliografía (1) , Registro estatal de emisiones y fuentes contaminantes de España. Se tomará un valor intermedio entre el rango de valores mostrados en la tabla Nº4. Los siguientes valores son estimaciones para la cantidad de agua necesaria para el lavado de la maquinaria en cada parte de cada proceso. - Para la leche: Centro de recogida ∶ 40000[l leche/dia] ∗ 0,5[(𝑙𝑎𝑔𝑢𝑎)/(𝑙 leche)] = 20000 [l agua/dia] 𝑙𝑎𝑔𝑢𝑎 𝐿𝑒𝑐ℎ𝑒𝑈𝐻𝑇: 31652 [𝑙𝑙𝑒𝑐ℎ𝑒/𝑑𝑖𝑎] ∗ 1,2 [ ] = 37982 [𝑙𝑎𝑔𝑢𝑎/𝑑𝑖𝑎] 𝑙𝑙𝑒𝑐ℎ𝑒 𝑻𝒐𝒕𝒂𝒍𝒅𝒆𝒂𝒈𝒖𝒂𝒖𝒕𝒊𝒍𝒊𝒛𝒂𝒅𝒂 = 𝟓𝟕𝟗𝟖𝟐[𝒍/𝒅𝒊𝒂] -

Para la mantequilla:

Elababoracion de mantequilla ∶ 80 [

𝑙𝑎𝑔𝑢𝑎 ] ∗ 1469[kg mantequilla/dia] 𝑘𝑔𝑚𝑎𝑛𝑡𝑒𝑞𝑢𝑖𝑙𝑙𝑎

= 53760[l agua/dia] 𝑻𝒐𝒕𝒂𝒍𝒅𝒆𝒂𝒈𝒖𝒂𝒖𝒕𝒊𝒍𝒊𝒛𝒂𝒅𝒂 = 𝟓𝟑𝟕𝟔𝟎[𝒍/𝒅𝒊𝒂] - Para el yogurt: Puesto que solo se utiliza un solo evaporador para la producción de yogurt se tomará el valor mínimo del rango indicado por la tabla Nº1. 𝑙𝑎𝑔𝑢𝑎 𝐸𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠 ∶ 4704 [𝑙𝑙𝑒𝑐ℎ𝑒/𝑑𝑖𝑎] ∗ 0,6 [ ] = 2822 [𝑙𝑎𝑔𝑢𝑎/𝑑𝑖𝑎] 𝑙𝑙𝑒𝑐ℎ𝑒

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agua ] ∗ 5 = 5000[l agua/dia] equipo 𝑻𝒐𝒕𝒂𝒍𝒅𝒆𝒂𝒈𝒖𝒂𝒖𝒕𝒊𝒍𝒊𝒛𝒂𝒅𝒂 = 𝟕𝟖𝟐𝟐[𝒍/𝒅𝒊𝒂]

𝐿𝑖𝑚𝑝𝑖𝑒𝑧𝑎𝑒𝑞𝑢𝑖𝑝𝑜𝑠𝑟𝑒𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠: 1000 [l

Total Puesto que los tres procesos se realizarán en un mismo ambiente: 𝑙𝑎𝑔𝑢𝑎 𝐿𝑖𝑚𝑝𝑖𝑒𝑧𝑎𝑖𝑛𝑠𝑡𝑎𝑙𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 ∶ 40000[𝑙𝑙𝑒𝑐ℎ𝑒/𝑑𝑖𝑎] ∗ 0,01 [ ] = 400 [𝑙𝑎𝑔𝑢𝑎/𝑑𝑖𝑎] 𝑙𝑙𝑒𝑐ℎ𝑒 𝑻𝒐𝒕𝒂𝒍𝒅𝒆𝒂𝒈𝒖𝒂𝒖𝒕𝒊𝒍𝒊𝒛𝒂𝒅𝒂𝒑𝒂𝒓𝒂𝒍𝒐𝒔𝒕𝒓𝒆𝒔𝒑𝒓𝒐𝒄𝒆𝒔𝒐𝒔 = 𝟏𝟏𝟗𝟗𝟔𝟒[𝒍/𝒅𝒊𝒂] Esta es solamente una estimación aproximada para el total de agua utilizada ya que esta depende mucho de la escala de la planta, de la cantidad y calidad de equipos a utilizar, del método de limpieza a emplearse, y de diferentes factores. El suero de mantequilla El suero de mantequilla es el líquido que queda al separar la mantequilla del agua de la crema. La composición del suero depende de varios factores, por ejemplo: la composición de la leche entera, la materia grasa de la crema, la eficacia del batido, agregados de agua o hielo a la crema. Este suero tiene una densidad de 1,032 - 1,035 (kg/l) y la siguiente composición: Materia grasa 0,3– 0,7 %, para los cálculos en el proceso de mantequilla se tomó 0,35%.Lecitina 0,1 %.Proteína 3,4 %.Lactosa y ácido láctico 4,7 %.Materia mineral 0,7 %. Agua 90,8% Tabla Nº43 Composición del suero de la mantequilla Componentes Porcentaje % Materia grasa 0,35 Lectina 0,1 Proteína 3,4 Lactosa y ácido 4,7 láctico Materia mineral 0,7 Agua 90,75 DBO5 40,000(mg/Lt) DQO 70,000(mg/Lt) Referencia: Bibliografía (2). Dirección General de Alimentación (MAPA, España) Densidad del lacto suero 𝜌 = 1.035 𝑘𝑔/𝐿𝑡 𝑘𝑔

𝐿𝑡

𝑚̇ = 1451,903 𝑑𝑖𝑎 𝑄 = 1402,805 𝑑𝑖𝑎 𝑚𝑔 𝐷𝐵𝑂𝑠𝑢𝑒𝑟𝑜 = 40,000 ( ) ∗ 1402,805 𝐿𝑡 = 56112,2 𝑚𝑔 = 56,112 𝑘𝑔 𝐿𝑡 𝑚𝑔 𝐷𝑄𝑂𝑠𝑢𝑒𝑟𝑜 = 70,000 ( ) ∗ 1402,805 𝑙𝑡 = 98196,35 𝑚𝑔 = 98,197 𝑘𝑔 𝐿𝑡

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Tomando los datos de la tabla Nº3 y Nº6, se tiene la siguiente tabla con las composiciones de los efluentes iniciales de cada producto: Tabla Nº44 Resumen composiciones iníciales del efluente de los diferentes productos Composición (mg/l) DBO DQO Solidos Suspendidos (SS) Nitratos + Amonio (N) Fosfatos (P)

Leche

Yogurt

Mantequilla

1200 3000 250

3000 6000 1600

40000 70000 1600

60,5

140

140

60

130

7,244

9.5 Tratamiento El proceso escogido para que el efluente de agua residual de nuestra industria láctea se basará principalmente en la reducción de la DBO, pequeñas cantidades de residuos sólidos, y la cantidad de nutrientes que también saldrán de nuestro sistema. 9.5.1 Pre tratamiento Proceso. Desbastador Se considera que, para mejorar la calidad del efluente en el primer proceso de lavado de la leche, donde encontraremos cantidades de pelo, y otros residuos sólidos se propone un sistema corriente de desbaste o tamizado para reducir la cantidad de pelo entrante al efluente principal, este desbastador tiene un paso de 25 mm. Este sistema de desbaste se encontrará dentro de un caudal aproximado mayor a 0,5 m/s y menor 1,2 m/s.

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Con este sistema evitaremos la entrada de Sólidos suspendidos en las cañerías evitando así futuras disfunciones en las mismas, mejorando eficientemente el tratamiento de nuestro efluente. 9.5.2 Proceso Homogeneización La homogeneización y neutralización, este proceso suele ser imprescindible en la industria láctea, ya que al generarse durante los lavados aguas muy acidas o muy alcalinas, podría provocar un vertido que impidiese cualquier tratamiento biológico posterior, además de incumplir los valores legales. Por ello se suelen instalar tanques de tiempo de retención grande en los cuales se mezclan las aguas acidas y alcalinas procedentes de la factoría, produciéndose una neutralización natural. En ocasiones esto no es suficiente para neutralizar los vertidos, por lo que se suelen emplear sistemas automáticos de adición de ácido o álcali en función del pH del efluente 9.5.3 Proceso Flotación de Aire Disuelto Parámetros de diseño de un sistema FAD Frecuentemente se escoge como criterio para el diseño de sistemas de flotación de la relación aire/sólidos(A/S) para una industria láctea un valor de 0.05 para obtener una remoción significativa de sólidos suspendidos, DBO, DQO. Cuando se espera el espesamiento de lodos en el tanque, la presurización se mantiene en los 415kPa, una carga superficial de 121 m/d, y un periodo de retención de 40 minutos. Para minimizar requerimientos de aire se usan relaciones de recirculación del 50%. Carga superficial (Cs) = 121 m/d Caudal de entrada (m3/d) = 122.629 m3/d H=17.6mmHg  1.76cmHg T=20ºC Solubilidad del aire (C)= 18.7ml/L Presión de Vapor (Pv20ºC)=17.6mmHg Presión barométrica (PL) = 495mmHg PT= 415kPa  3112.7559mmHg So=3500 mg/L

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Factor de saturación (f) = 0.50 La densidad del aire se da por la expresión: d=

1.293 H ∗( ) 1 + 0.00367 ∗ T 76

d = 0.027895 (

mg ) ml

La solubilidad del aire está dada por: A

C=

( S ) ∗ S0 ∗ (760 − Pv) d ∗ (f ∗ (PT − Pv) − (PL − Pv))

C = 4352.0477

mL L

Área superficial requerida para la flotación A=

Qentrada Cs

A = 1.01346 m2 Carga de sólidos Carga =

Qentrada ∗ So Kg = 3.54711 2 Cs ∗ 1000 m ∗ dìa

Porcentaje de remoción eficiente del sistema Carga DQO = 86% Carga DBO =85% Carga SS = 89%

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9 Tratamiento 9.6 Desnitrificación Ya con el sistema de pretratamiento completo, se necesitará la implementación del tratamiento principal será de un tanque de desnitrificación para reducir así la presencia de nutrientes activos en el efluente. El tratamiento de los efluentes de este tipo de aguas se encuentra con niveles orgánicos altos aun después de los pretratamientos realizados. Para tomar en cuenta el tipo de tratamiento a realizar se tomará en cuenta la relación de las demandas del efluente: 𝐷𝐵𝑂 = 1.5 𝐷𝑄𝑂 DBO= Demanda Bioquímica de oxígeno DQO= Demanda Química de oxígeno Considerando que la mayor cantidad del efluente será biológico se prefiere utilizar un tratamiento biológico para la reducción de nuestros contaminantes por acción microbiana.

Aeróbicos: Son los tratamientos habitualmente empleados, siendo el proceso de fangos activados el utilizado normalmente. Se basan en la descomposición de la materia orgánica por los microorganismos en presencia de oxígeno. Son sistemas adaptables a una gran variedad de vertidos y bastantes flexibles, obteniéndose, si

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la explotación es adecuada, muy buenos resultados. No obstante, tienen esencialmente dos inconvenientes importantes, como es la generación de una gran cantidad de lodos y el importante gasto energético para proporcionar el oxígeno necesario para la fermentación Los lodos generados suponen un residuo sólido de grandes dimensiones. Normalmente suele ser retirado por las empresas municipales de residuos y van a vertedero, aunque en la actualidad se está estudiando su uso como abono después de diversos tipos de tratamiento. El oxígeno se suele aportar mediante turbinas aireadoras en superficie o mediante difusores de oxígeno situados en el fondo del reactor biológico y alimentados con aire mediante soplantes. Anaeróbicos: Se basa en la degradación de la materia orgánica por bacterias anaeróbicas formándose metano y CO, Como ventajas tiene esencialmente la posibilidad de aprovechar eí valor calorífico del gas en la explotación de la propia planta, la baja producción de lodos, asi como el valor de los mismos que pueden ser empleados como abono por su alto valor fertilizante. No obstante, pese a ser un procedimiento muy estudiado y con numerosa bibliografía, en la actualidad tan sólo existen 6 plantas depuradoras de industrias lácteas que utilicen este sistema, ello es debido a que es un proceso que requiere un tiempo de retención muy alto, es muy sensible a cualquier cambio de pH o de temperatura, necesita ser calentado para que la temperatura de fermentación sea la adecuada y además existen cienos riesgos asociados al manejo del biogas, razones que impiden el mayor desarrollo de estos procesos y que hacen que en numerosas ocasiones no sea rentable ia instalación de este tipo de plantas. 9.6 Resultados Tabla Nº45 Composiciones iníciales de entrada al sedimentador primario Composición (mg/l) DBO DQO Solidos suspendidos Nitratos Fosfatos

Efluente 4,7𝑥103 8,013𝑥103 105,785 102,41 41,654

Tabla Nº46 Composiciones finales del efluente Composición (mg/l) DBO

Efluente 75,373

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DQO Fosfatos

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75,373 27,947

Los cálculos utilizados se encuentran en el Anexo.

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El costo del tratamiento no está considerado en los análisis económicos, ya que muchas de las piezas tienen que ser mandadas a hacer a la medida para cada caso en particular (Tanques de sedimentación, sistemas de lodos activados y demás) es por esto que solo se propone un tratamiento por el cual las concentraciones de los efluentes de se reducirá a concentraciones por debajo de la normativa local ambiental. 10. Estudio financiero El estudio financiero contiene: costo de maquinaria, inversión del capital, costo de materia prima, costo de mano de obra y depreciación se encuentran en el ANEXO 2 10.1 Flujo de Caja A continuación se muestra el flujo de caja, este flujo de caja nos ayuda a tener las cantidades necesarias anuales para lograr determinar indicadores financieros como el TIR y el VAN. Todos los flujos de efectivo están expresados en Dólares

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Tabla N°47: Flujo de caja DETALLE Ingresos Ventas Valor residual IVA IT Recuperacion del capital de trabajo INGRESO NETO Egresos Costo de produccion Impuesto a las utilidades Costo de inversion Flujo de caja VNA VAN TIR

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

5340858 5340858 5340858 5340858 5340858 5340858 5340858 5340858 5340858 5340858 0 -694312 -694312 -694312 -694312 -694312 -694312 -694312 -694312 -694312 -694312 -160226 -160226 -160226 -160226 -160226 -160226 -160226 -160226 -160226 -160226 355180 4486321 4486321 4486321 4486321 4486321 4486321 4486321 4486321 4486321 4841501 3813098 3813098 3813098 3813098 3813098 3813098 3813098 3813098 -3813098 3813098

-1081100 -1081100

-168306

-168306

-168306

-168306

-168306

-168306

-168306

-168306

-168306

-257101

504917

504917

504917

504917

504917

504917

504917

504917

504917

771302

3.864.983,82 2.783.883,82 46% Analizando el resultado entregado por el VAN, se considera que el proyecto es viable, ya que este es positivo y nos indica que existirán ganancias con la implementación del proyecto de la planta procesadora de lácteos, existiendo una tasa de retorno del 46 %

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10.2

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Punto de equilibrio

10.2.1 Leche Tabla N°48: Punto de equilibrio de la leche

Año Costo variable por unidad (CVU) Q*año Q año 1 0,92029063 745470,81 4114760 2 0,92029063 745470,81 4114760 3 0,92029063 745470,81 4114760 4 0,92029063 745470,81 4114760 5 0,92029063 745470,81 4114760 6 0,92029063 745470,81 4114760 7 0,92029063 745470,81 4114760 8 0,92029063 745470,81 4114760 9 0,92029063 745470,81 4114760 10 0,92029063 745470,81 4114760 Analizando el punto de equilibrio podemos observar que en todos los años Q*año