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• Gaby Vilchez

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

“ESTUDIO TÉCNICO-ECONÓMICO PARA LA FABRICACIÓN DE BROMELINA”

T

E

S

I

S

QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE INGENIERO QUÍMICO INDUSTRIAL

P

R

E

S

E

N

T

A

ANALLELI GANDHI PULIDO SALINAS

MÉXICO D.F.

2007

AGRADECIMIENTOS: Agradezco de todo corazón a mi escuela el Instituto Politécnico Nacional, por la formación que desde nivel medio superior me brindó, por forjar gran parte de mi carácter y por hacerme un ingeniero con las mejores bases, para abrirme camino por mi misma y sentir orgullo de saber de donde vengo. “La técnica al servicio de la patria”

Un agradecimiento muy especial a mi Director el Ing. José Luis Martínez Zendejas por su apoyo, paciencia, comprensión durante el desarrollo de este trabajo desde que nació la idea, pero sobretodo gracias por esa amistad incondicional que me ha brindado durante todo este tiempo.

Gracias a mis sinodales el Ing. Miguel Ángel Álvarez Gómez y el Ing. Ricardo G. Ballesteros Rojo, por su apoyo para llegar hasta este punto en mi carrera.

2

DEDICATORIAS:

A mis padres Silvia y Roberto: Las dos personas más importantes de mi vida, por que sin ellos no estaría donde estoy, gracias por sus desvelos, por sus sacrificios para que yo tuviera una educación, por comprender mis errores y no juzgarme, por aconsejarme y respetar mis decisiones, por guiarme, por saber escucharme y estar conmigo siempre que los he necesitado, pero sobretodo por ese amor que hace que cada mañana me levante y quiera salir adelante. Espero que se sientan orgullosos. Los amo!!!

A mi hermano Roberto, por que sé que se siente orgulloso de mi y que siempre va a desear lo mejor para mi.

A mis abuelos, por ser la inspiración de este trabajo.

A mis amigos Juan, Ale, Joaquin G., Olalde, Joaquín M, que siempre llevare en el corazón por quererme tal como soy y especialmente a Victor García por hacer de la escuela un lugar especial.

A mis amigas de toda la vida, Adi y Liz por estar conmigo a través de los años y siempre estar ahí para escucharme y ayudarme a salir adelante en mis problemas.

3

ÍNDICE

RESUMEN

6

INTRODUCCIÓN

7

CAPITULO 1.- ANTECEDENTES

11

1.1.- Características y tipos de piñas

11

1.2.- Características de la bromelina

14

1.2.1.- Propiedades químicas

15

1.2.2.- Propiedades físicas

17

1.3.-Usos

CAPITULO 2.- ESTUDIO TÉCNICO 2.1.- Proceso productivo

17

19 20

2.1.1.- Descripción del proceso

20

2.1.2.- Balance de materia

25

2.1.3.- Capacidad de la planta

26

2.1.4.- Maquinaria y equipo

26

2.2.- Programa de calidad

27

2.3.- Localización de la planta

29

2.4.- Sustentabilidad

34

CAPITULO 3.- EL MERCADO DE LA BROMELINA

35

3.1.- Importaciones

35

3.2.- Competencia

38

3.3.- Plaza

40

3.4.- Precio

42

3.5.- Pronóstico de ventas

42

4

CAPITULO 4.- ESTUDIO ECONÓMICO

44

4.1.- Lista de bienes y servicios

44

4.2.- Presupuesto de inversión

45

4.3.- Presupuesto de ventas

46

4.4.- Gastos fijos y variables

47

4.5.- Capital de trabajo

48

4.6.- Potencial económico

48

CONCLUSIONES

49

BIBLIOGRAFÍA

50

5

RESUMEN:

El presente es un estudio técnico económico, para la producción de una enzima con actividad proteolítica, es decir que ayuda al desdoblamiento de proteínas. En México se le conoce con los nombres de Bromelina, Bromelaina, Bromelin, etc., está se obtiene a partir del tallo de piña, debido a que esta parte de la planta, contiene mayor concentración de la enzima.

El estudio se llevo a cabo, con el fin de comprobar la viabilidad y poner en operación una fabrica para la producción de esta enzima.

Actualmente los tallos de piña son considerados un desecho para los agricultores; si se aprovecharan estos desperdicios de la cosecha, este sector podría ser más competitivo, al obtener ingresos extras a la venta de la fruta. Por lo que se deben generar alternativas para industrializar estos desechos. Una alternativa en el uso de los residuos de las cosechas, se encuentra en la obtención de bromelina a partir de los tallos de piña.

Esta enzima tiene importantes e innovadoras aplicaciones en la industria alimenticia y farmacéutica, tan sólo en México son importadas 30 toneladas de Bromelina al año, lo que representa una oportunidad de negocio para sustituir importaciones y disminuir gastos de divisas, además de poder sustituir las importaciones de enzimas proteolíticas con las mismas propiedades y usos, como es el caso de la papaína.

En el presente trabajo, se plantea utilizar una patente reciente (C 12N 9/50) de origen cubano, cuyo proceso es más eficiente que el proceso tradicional de extracción por solvente, haciendo mas rentable la producción de bromelina a nivel industrial.

6

INTRODUCCIÓN

Para la realización de este trabajo, la información documental que fue necesaria, se refiere a todas las características del cultivo de piña en México, como lo es: la superficie cosechada por año, toneladas de piña producidas por año, tipo de piña cultivada en el país, tiempo de cosecha, etc. Además de las principales características técnicas de la bromelina, como son: actividad enzimática, origen, color, uso y para la viabilidad del proyecto fue necesario conocer datos como lo son: volúmenes de importación al país, producción y proceso de obtención.

México es el octavo país productor de piña en el mundo, principalmente del tipo cayena existiendo 16,500 hectáreas dedicadas a este cultivo, lo que conlleva a contar con un alto potencial de tallos, los cuales son considerados un residuo en la cosecha de piña, que pueden ser aprovechados para la producción de Bromelina y debido a que este tipo de enzima no se produce en el país, representa una oportunidad de negocio en aproximadamente 600 mil dólares al año [1], tan sólo en México. La bromelina se encuentra distribuida según diversas patentes [2], tanto en el fruto como en el tallo de la piña, teniendo una mayor concentración en este último.

Esta enzima tiene importantes e innovadoras aplicaciones dentro de la biotecnología, usándose en la industria alimenticia principalmente para formular ablandadores de carnes y fabricación de cervezas y quesos entre otros. En medicamentos, se emplea con éxito como anti-inflamatorios, anticoagulante, digestivos, formulación de vacunas y en el tratamiento de tumores cerebrales y mamarios.

[1] Secretaría de economía. Recuperado de: www.economia.gob.mx. 25 Abril del 2006 [2] Ver bibliografía 3,4, 5,12 y 13

7

Datos actuales revelan que la producción de enzimas proteolíticas

[3]

, como son

bromelina, papaína y ficina, representan el 38% del total de enzimas mundialmente comercializadas [4].

Las hojas, el tallo y corazón de la piña, representan el 55% de su peso y sin embargo actualmente tanto agricultores como industriales mexicanos, no se han ocupado por utilizar estas partes del cultivo, enfocándose únicamente a la explotación del fruto.

Si se aprovecharan estas partes durante la cosecha, este sector podría ser más competitivo, al obtener ingresos extras a la venta de la fruta, por lo que se deben generar alternativas para industrializar estos residuos de cosecha. Una alternativa de uso para los residuos de las cosechas, se encuentra en la obtención de bromelina a partir de los tallos de piña, sin embargo; en la producción de esta enzima por el proceso tradicional de extracción con solvente, existen problemas de bajos rendimientos y altos costos, debido principalmente al manejo de solventes, por lo que se hace necesario la implementación de un proceso más eficiente y económico, que tenga mejores rendimientos.

Actualmente toda la bromelina utilizada en el país, es de importación, principalmente procedente de países asiáticos y sudafricanos, lo que significa una gran cantidad de divisas erogadas por México.

El presente estudio técnico económico en la producción de bromelina, tiene como objetivo obtener la enzima grado alimenticio, el cual también es apropiado para la industria

de

productos

naturistas

y

farmacéuticos,

por

tener

las

mismas

especificaciones, además de crear una alternativa para la industrialización de desechos agrícolas de piña en México. [3] Proteolítico: Capaz de digerir o desdoblar las proteínas. Recuperado de: http://www.botanical-online.com/spanishglossary3.htm el 20 de septiembre del 2006 [4] FAO revista on-line “pinapple production”. Recuperado de: http://www.pineappleinn.com/reviews.htm, 16 de Abril de 2006

8

En el desarrollo del estudio, se determinó que son importadas aproximadamente 30 toneladas de está enzima al año, lo que representa una oportunidad de negocio para sustituir importaciones y disminuir gastos de divisas, además de poder sustituir las importaciones de enzimas con las mismas propiedades y usos como es el caso de la papaína. La tecnología que hasta ahora se ha venido utilizando para la producción de esta enzimas, involucra procesos de producción de bajo rendimiento y como resultado, origina que dichas enzimas sean de altos precios. En el presente proyecto se plantea utilizar una patente reciente (C 12N 9/50) de origen cubano, cuyo proceso es más eficiente, la cuál se analizará en el estudio técnico.

Además se realizaron estudios de mercado, técnicos y financieros, para poder realizar una evaluación de la viabilidad en la producción de bromelina, los cuales están detallados en los capítulos correspondientes.

9

CAPITULO 1.- ANTECEDENTES Presentación de los datos físicos y químicos más importantes tanto de la bromelina como la piña en general, además de sus principales usos, para la familiarización del lector con la temática que se plantea.

CAPITULO 2: ESTUDIO TÉCNICO Analizar a fondo el proceso para la obtención de bromelina, a partir de los tallos de la piña, con base en la patente cubana C12N 9/50, se hace la comparación con el proceso de extracción por solvente, balance de materia correspondiente y la descripción del equipo que se utilizará para la producción de la enzima.

CAPITULO 3: EL MERCADO DE LA BROMELINA Se plantea el entorno económico en el que se desenvuelve la bromelina, para tener conocimiento de la facilidad con la que este producto puede entrar en el mercado, analizando las necesidades insatisfechas de los clientes potenciales.

CAPITULO 4.- ESTUDIO ECONÓMICO Tiene como objetivo mostrar la factibilidad financiera del proyecto a 5 años de operación. Este estudio se justifica a partir de los resultados obtenidos en el estudio de mercado y el estudio técnico.

10

CAPITULO 1: ANTECEDENTES 1.1.- CARACTERÍSTICAS DE LA PIÑA La piña es el segundo cultivo tropical de importancia mundial después del banano, aportando más del 20% del volumen mundial de frutos tropicales. Setenta por ciento de la piña producida en el mundo es consumida como fruta fresca por el país que la produce. Procedente de la familia de las Bromeliáceas, su origen se remonta en forma muy primitiva en Brasil y Paraguay. Todas estas especies son nativas de la cuenca amazónica. Se ha señalado como el área de origen entre Brasil, Paraguay y Argentina, las selvas del amazonas, Venezuela y Guyanas. La producción a nivel mundial se inició desde 1500 cuando se propagó por Europa y distribuyó en las regiones tropicales del resto del mundo. La variedad más famosa es la Cayena lisa (Smooth Cayenne) la cual fue introducida a Europa por la Guyana francesa. La forma de consumir la piña procesada (enlatada) se inició en Hawaii al final de 1800 y permitió el desarrollo industrial de esta fruta. Tailandia, Filipinas, Brasil y China son los principales productores de piña con cerca del 50% de la producción mundial. La tabla 1 muestra los 10 principales países productores de piña en el mundo. La composición en porcentaje de una piña típica de la variedad Cayena lisa es: Pulpa (33 %), corazón (6 %), Cáscara (41 %) y corona (20 %).

11

Tabla 1.- Principales productores de piña País

Producción de piña (Ton/año)

1

Tailandia

1,700,000

2

Filipinas

1,650,000

3

Brasil

1,400,190

4

China

1,316,280

5

India

1,100,000

6

Nigeria

889,000

7

Costa Rica

725,224

8

México

720,900

9

Kenya

600,000

10

Indonesia

467,395

Fuente: FAO 2004 Las variedades de piña más comerciales y sus características principales se mencionan a continuación [5]: CAYENA LISA - Su ciclo de producción es uno de los mas largos (18 meses). - Baja producción de vástagos a hijastros. - Vulnerable a plagas y enfermedades. - Alto contenido de azúcar, 13 a 19 grados Brix. (° Bx). - Pulpa de color Amarillo pálido. - Jugo amarillo translúcido pero con alto contenido de azúcar.

[5] Revista on line Botanical. “Bromelina una enzima muy útil”. Recuperado de: http://www.botanical-online.com/pina.htm. el 20 de octubre del 2006

12

ESPAÑOLA DE SINGAPUR -Básicamente usados en procesos de enlatados. -Cultivada en la zona sur del continente asiático. -Peso promedio de 1 kg. -Pulpa color amarillo dorado. -Bajo contenido de ácido y de azúcar, 10 a 12° Bx. -Alta calidad para la producción de jugos. -Buena productora de vástago.

REINA - Destinada al mercado en fresco. - Peso promedio 0.5 a 1 kg. - La pulpa es de color Amarillo dorado. - Alto contenido de azúcar, 14 a 18° Bx. - Fuerte tolerancia al estrés, plagas y enfermedades, superando a la cayena lisa. - Altamente susceptible al frío y al obscurecimiento interno. - Se cultiva principalmente en Australia y Sudáfrica.

ESPAÑOLA ROJA - Cultivada ampliamente en Cuba y Puerto Rico. - Peso promedio de 1.2 a 2 kg. - Medio contenido de azúcar 12° Bx pero con bajo nivel de acidez. - Alta capacidad para producir vástago e hijuelos. - Elevada tolerancia a altas temperaturas y sequías. - Soporta el oscurecimiento interno causado por exposiciones prolongadas a bajas temperaturas (7°C) y marchitamiento.

PEROLA - Peso promedio de 0.9 a 1 kg. - Alto contenido de azúcar, entre 13 y16° Bx. 13

- Alto contenido de ácido ascórbico. - Principalmente cultivada en Brasil.

PEROLERA - Peso promedio de 1.5 a 3 kg. - Bajo contenido de azúcar 12° Bx - Gran productora de vástagos, en promedio de 4 a 11.

1.2.- CARACTERÍSTICAS DE LA BROMELINA

La Bromelina es una enzima que cataliza la hidrólisis de los enlaces peptídico en proteínas[6]. Se extrajo por primera vez del jugo de la piña a finales del siglo XIX.

Desde tiempos inmemoriales, ha sido utilizada por el hombre americano como efectivo agente terapéutico. Tanto la medicina como la industria moderna, utilizan este tipo de enzimas vegetales siguiendo más o menos los mismos principios que nuestros ancestros.

La enzima se encuentra distribuida tanto en el fruto como en el tallo o las hojas de la piña, según diversas patentes. En la actualidad, los productores de piña dado el alto valor comercial de la fruta, extraen la enzima desde los tallos o troncos, un ejemplo clásico de aprovechamiento exitoso de un producto de desecho. Hasta hace poco tiempo los agricultores arrancaban las plantas luego de cosechar una o dos frutas, porque éstas se dan cada vez de menor tamaño. En otros países luego que se percataron de que los troncos son una buena fuente de bromelina, ahora los colectan y extraen la enzima con fines comerciales.

[6] Revista on line “Cultivos tropicales”, vol.25 No.4, 2004. Aislamiento de enzimas proteolíticas a partir de restos de cosechas de piña, el 20 de octubre del 2006

14

1.2.1.- PROPIEDADES QUÍMICAS

Yasuda,Takanashi y Murashi en 1970, reportaron su estructura y composición (fig. 1). - El principal residuo amínico terminal, es la valina y el carboxilo terminal es glicina. - La enzima es una glicoproteina que tiene un oligosacárido por molécula, el cual está unido por covalencia a la cadena peptídica. - La Bromelina de tallo tiene un grupo sulfhidrilo reactivo por molécula, el cual es esencial para la catálisis enzimática. - Los principales aminoácidos contenidos en la Bromelina son: Arginina

Arg

Acido Aspartico

Asn

Serina

Ser

Prolina

Pro

Alanina

Ala

Valina

Val

Glicina

Gly

Metionina

Me

Amonio

NH4

Glucosamina

Glu

15

Fig.1.- Estructura de la Bromelina Fuente: Puebla B.M. (1979)

1.2.2.- PROPIEDADES FÍSICAS

Las principales características físicas de la bromelina, se presentan en la tabla 2. Tabla 2.- Propiedades físicas de la bromelina ORIGEN Peso molecular

TALLO DE PIÑA 33000 Da

Color

Blanco

Estado

Polvo

Olor y sabor

característico

Solubilidad

En agua

pH óptimo

7

Actividad enzimática

1200 GDU/gr [7]

Temperatura de inactivación

70º C

Temperatura de almacenamiento

25º C

1.3.- USOS - En la industria de alimentos, su mayor aplicación es en el macerado o ablandado de la carne, aclaramiento de la cerveza, productos de proteínas solubilizadas e hidrolizadas y fabricación de quesos, vinos, etc.

- En la industria farmacéutica, resulta muy adecuada como activo en medicamentos para la circulación, debido a que este componente disuelve los coágulos que puedan formarse y fluidifica la sangre. Esto es una buena manera de evitar problemas circulatorios como trombosis, ataques cardíacos, apoplejías y al mismo tiempo disminuir la presión sanguínea elevada o hipertensión. Esta capacidad para digerir las proteínas puede utilizarse para eliminar microorganismos y parásitos en el interior del cuerpo. Por eso la bromelina ejerce una función purificadora del tubo digestivo y ayuda a eliminar las bacterias causantes de dolores en los intestinos o diarreas, debido a la putrefacción del alimento en el intestino. [7] GDU: Unidades de activad enzimática. Una unidad de GDU libera un mg de aminoácidos de un sustrato de gelatina.

17

- En la industria de curtiduría, se utiliza como suavizante de pieles y curtidos, puesto que modifica la permeabilidad de las pieles y las hace más suaves.

Los residuos de los tallos de piña, como producto derivado del procesamiento para la bromelina, pueden ser usados como aditivo en alimentos animales y medio de cultivo para plantas tales como orquídeas, té, etc. La producción industrial de la bromelina, se considera una especialidad.

18

CAPITULO 2: ESTUDIO TÉCNICO

Las patentes que anteceden a la utilizada en este estudio, como por ejemplo las del estadounidense Ralph M. Heinicke Pat. 3,002,981 (1961), Pat,3,293,143 (1966), pat. 3,475,277 (1969) o Harland H. Young Pat. 3,442,764 (1969), se caracterizan en general por: -

Extraer el jugo de tallo por medio de una prensa.

-

Precipitar la enzima empleando solventes orgánicos y en algunos casos adicionando sales de amonio o magnesio.

-

Realizar la extracción a bajas temperaturas.

La patente de origen cubano “C 12N 9/50” (1997) tiene las ventajas siguientes: -

El desarrollo de un proceso simple que sólo requiere de la adición de dos reactivos en bajas concentraciones.

-

La combinación del sulfuro de sodio y ácido sulfúrico durante la extracción, permite obtener una enzima con actividad protegida y un pH estable en el extracto.

-

Los gastos de materias primas son mínimos en comparación con el proceso de extracción por solvente, debido a que se requiere menor cantidad de materias primas.

-

Se obtiene un mejor rendimiento 12 g / Kg de tallo en comparación con el proceso tradicional (extracción con solvente) que es de 0.0011g / Kg de tallo.

El proceso de obtención es simple y rápido, cuenta con tecnología actual, innovadora y de mayor eficiencia. Los tallos de piña después de ser cosechados, primero son pelados,

lavados,

triturados

y

mezclados

con

una

solución

de

extracción,

posteriormente la mezcla se filtra, centrifuga y purifica para finalmente ser liofilizada.

19

El capital de inversión, consumo de energía, personal de ingeniería con altos conocimientos tecnológicos y terreno requerido para instalar la planta de producción descrito en este estudio, es 60% menor en comparación a otras plantas industriales, que manejan el proceso antiguo. El control de contaminación, mantenimiento y reparación de las máquinas y equipos también son considerablemente sencillos.

2.1.- PROCESO PRODUCTIVO 2.1.1- DESCRIPCIÓN DEL PROCESO

El proceso para la obtención de bromelina que se encuentra en la patente cubana, describe un proceso más económico. En la figura 2 y 3 se muestran el diagrama de bloques y proceso respectivamente. Siendo este sistema productivo tipo Batch.

Existen varios pasos en la manufactura de la bromelina, como son:

TRANSPORTACIÓN: Los tallos de piña son cosechados diariamente de forma manual, realizando una selección adecuada de estos, inmediatamente después de que la piña ha sido cosechada, para evitar que la materia prima sufra daños a causa de la exposición al sol, estos son transportados a la planta de producción, la cual se encontraría ubicada a una distancia no mayor a un kilómetro, para la zona de Isla Veracruz y no mayor a 15 kilómetros para las zonas de Rodríguez Clara y Azueta.

LIMPIEZA: Al arribar los tallos a la planta, son pasados por una banda transportadora de malla (M-100), para eliminar excesos de tierra y basura, posteriormente

se les

elimina la piel verde con un raspador industrial, debido a que esta desactiva la enzima. Es necesaria una limpieza minuciosa de los tallos ya pelados, con agua presurizada a 20°C.

20

HOMOGENIZACIÓN: La materia prima se

tritura con el equipo T-100 y es

homogenizada en la mezcladora H-100 enchaquetada (contiene salmuera a -10 ºC), en presencia de una solución de extracción que contiene sulfuro de sodio (0.156 g / l) y acido sulfúrico (9.8 g / l) proveniente del tanque de almacenamiento TS-100, este último garantiza que el proceso se realice a un pH óptimo entre 2.5 – 5, debido a que la enzima pierde actividad fuera de este rango de pH, el sulfuro sirve para la protección de los grupos –SH que se encuentran en el centro activo de la enzima, evitando así la inactivación de la enzima. La pulpa se agita durante 40 minutos en el seno de la solución de extracción.

FILTRACIÓN: La suspensión pulpa-solución de extracción, se hace pasar a través de un filtro (F-100), recuperando la mayor cantidad de líquido, la fase acuosa resultante contiene la enzima, por lo que pasa a la siguiente etapa, mientras que el residuo es desechado. El desecho sólido que es el bagazo se le da tratamiento previo para eliminar acidez y este se usa como composta en el campo.

CENTRIFUGACIÓN: El filtrado frío es centrifugado en el equipo C-100 a 10000 rpm, durante 15 minutos, se colecta el líquido sobrenadante y los residuos se desechan. Después de ahí se pasa a un intercambiador iónico utilizando carboximetil celulosa estabilizada con acetato de sodio, para purificar la Bromelina.

LIOFILIZACIÓN: La bromelina en solución se seca bajo las siguientes condiciones rango de temperatura -20 a -40º C y presión de 0.7 a 0.9 mm Hg, para conservar la actividad enzimática, en la liofilizadora L-100. Después se le adicionan las sales para estabilizarla. Al término del proceso, se evalúa la pureza por cromatografía de líquidos.

ESTABILIZACIÓN: teniendo fabricada la enzima, esta debe ponerse todavía en una forma lista para usar, en la cual sea suficientemente estable con

el

fin

de

ser

transportada fácilmente del punto de manufactura al lugar de uso. Los materiales que se le agregan son: 21

a) Preservativos: - Agentes antimicrobiales: benzoatos - Agentes higroscópicos: Cloruro de sodio, glicerol, sorbitol o propilenglicol. b) Agentes secuestrantes: Citratos o EDTA.

22

Fig. 2- Diagrama de bloques del proceso 23

Fig.3- Diagrama de Proceso preliminar. 24

2.1.2- BALANCE DE MATERIA

Con el fin de tener una idea clara sobre el rendimiento del proceso, a continuación se muestra en la tabla 3 el balance de materia, por materia prima consumida.

Tabla 3- Materia Prima del proceso productivo. ENTRADA DE PROCESO Tallo con cáscara Agua Ácido Sulfúrico Sulfuro de Sodio Benzoato de Sodio Cloruro de sodio EDTA

UNIDADES 1000 Kg 986.66 Kg 9.669 Kg 0.154 Kg 0.1895 Kg 0.3157 Kg 0.2526 Kg

SALIDA DE PROCESO Bromelina (estabilizada) Cáscara Agua Residual Bagazo

UNIDADES 13.51 Kg 260 Kg 986.66 Kg 727.25 Kg

El balance es descrito por tonelada. Los servicios que empleará la planta serán agua para el proceso y lavado, NaCl (para la salmuera), agua de enfriamiento y energía eléctrica. La producción de Bromelina genera desechos, los cuales con un tratamiento de neutralización pueden ser aprovechados para nutrir la tierra, sin causar ningún daño.

El diagrama para balance de materia por corrientes se muestra en la tabla 4.

25

Tabla 4.-Diagrama de balance de materia por corrientes. COMPONENTES (KG)

S-100

Tallos con cáscara 1000 Bagazo Solución de extracción Residuo Solución residual Estabilizantes Bromelina

S-102

S-104

CORRIENTE S-107 S-109

S-112

S-114

S-115

260 986.66 582

145 986.66 0.758 13.51

2.1.3- CAPACIDAD DE LA PLANTA

Para estimar el tamaño de planta, fue necesario determinar la demanda que tiene la bromelina en el mercado. Se observa (en la gráfica 2 del estudio de mercado) que la demanda va en forma creciente, las diferentes aplicaciones que se van encontrando, han permitido también un incremento para su uso.

Se espera que por sus usos biotecnológicos vaya aumentando su consumo. Inicialmente para entrar al mercado, se proyecta producir el 17% del consumo nacional y dentro de cinco años de acuerdo al pronóstico de ventas llegar a 29%.

En conclusión, la planta esta diseñada para producir 11 toneladas al año, inicialmente va a operar para producir 6.5 toneladas con un aumento gradual cada año.

2.1.4- MAQUINARIA Y EQUIPO De acuerdo al proceso mencionado anteriormente, se hizo la selección de maquinaria y equipo necesario para su desarrollo. Es importante considerar que los equipos en contacto con la enzima, requieren ser de acero inoxidable tipo 316 acabado sanitario espejo, para evitar contaminación. La capacidad requerida para los equipos, se estimó de acuerdo a que el proceso es por lote ( batch ). 26

En la tabla 5 se mencionan los equipos principales y su capacidad. Tabla 5.- Lista de equipos ETIQUETA

DESCRIPCIÒN

CAPACIDAD

P-100 M-100 T-100

Pelador de Tallos Malla Transportadora Trituradora/Molino Acero Inoxidable de pernos giratorios y 40HP Mezclador enchaquetado para el paso de agua fría a -10°C, de acero inoxidable T-316 y acabado sanitario espejo. Tanque para solución, de acero inoxidable 316 AE. Enfriador tipo casco y tubos Filtro de cartuchos totalmente de acero inoxidable con cartuchos de celulosa Centrífuga con canasta de acero inoxidable 10 HP Liofilizador de acero inoxidable.

149 kg/hr 149 Kg/hr 149 Kg/hr

H-100

TS-100 E-100 F-100

C-100 L-100 IO-100

Intercambiador Iónico Cámara de conservación

1000 litros

400 litros 340 litros Diam. 7 cm Altura 25cm

Canasta de 21 ½” de altura y 48” de Diámetro. Ancho 1.35 m Altura 1.29 m Para 4000 Kg

2.2.- PROGRAMA DE CALIDAD

A continuación se mencionan las normas oficiales con las que debe cumplir el producto de acuerdo con la Secretaría de Salud se encuentran en el Diario Oficial. Las normas que deben cumplir son. •

NOM-176-SSA1-1998, Requisitos sanitarios que deben cumplir los fabricantes, distribuidores y proveedores de fármacos utilizados en la elaboración de medicamentos de uso humano.

•

NOM-164-SSA1-1998, Buenas prácticas de fabricación de fármacos.

•

NOM-110-SSA1-1994, Bienes y servicios, preparación y dilución de muestras de alimentos para su análisis microbiológico. 27

Para poder cumplir con estas normas, se necesita contar con el análisis para determinación de pureza, microbiológico y actividad enzimática.

El programa de calidad se basará: •

HACCP (Análisis de Riesgos y de Puntos Criticos de Control) el cual es un sistema para el control de procesos de alimentos.

•

GMP (Buenas Prácticas de Fabricación)

Para realizar la planeación e implementación de calidad se realizaran las siguientes etapas: -

Diagnóstico

-

Programa de trabajo

-

Elaboración de documentos y capacitación

-

Implementación de procedimientos

-

Control estadístico

-

Auditorias

-

Satisfacción del cliente

-

No conformidad

-

Tiempo de entrega

-

Revisión trimestral

-

Revisión ejecutiva

-

Revisión de políticas y objetivos

Para el control de calidad se realizara el análisis de la Bromelina cumpliendo con las normas y métodos adecuados (tabla 6).

28

Tabla 6.- Especificiones de bromelina. PROPIEDAD

LIMITE

METODO

Peso molecular

33 000 Da

Andrew

Color

Blanco

-

Olor y sabor

característico

-

Solubilidad

En agua

-

pH óptimo

6-8

-

Actividad Enzimática

0.9 – 1.5 U/mg

Anson

Cuenta total bacteriana