Estudio de Pre – Factibilidad para la Instalación de una planta procesadora de Hojuelas de Maca enriquecida con Quinua (página 3)

Fuente: Ministerio de Agricultura / Ministerio de la Producción Elaboración propia 5.6 Relación Tamaño-Financiamiento Se debe buscar diferentes alternativas de líneas de financiamiento que ofrecen ahora los Bancos y consultar también el crédito multisectorial COFIDE para este tipo de proyectos especiales con capital privado, ya que dispone de un programa multisectorial del crédito llamado PROBID creada con recursos proporcionados por el Banco Interamericano de Desarrollo (BID).

El esquema financiero, el cuál será detallado ampliamente en el capítulo Nº 8 del presente estudio, es como sigue:

• Línea de Crédito : USD 727,090 • Inversionistas : USD 311,610 • Forma de Pago : Desembolso trimestral • Plazo : 5 años • Costo Préstamo : 18.0% anual • Costo de Capital Propio : 15.0% anual • Costo Ponderado de Capital : 17.1% • Periodo de Gracia : 1.5 años La estructura deuda / capital es la relación que existe entre el aporte propio de la empresa y el capital de préstamo que se utilizará para el proyecto, según se presenta a continuación:

• Capital: USD 311,610, que corresponde al 30% de la inversión total.

• Deuda: USD 727,090, que corresponde al 70% de la inversión total.

5.7 Selección del Tamaño de Planta De acuerdo a la información obtenida y descrita anteriormente, se concluye lo siguiente:

• La disponibilidad de recursos productivos no limita de ninguna forma el tamaño de planta.

• Las líneas de crédito que ofrece COFIDE, particularmente el programa PROBID, tiene un monto máximo superior al nivel de inversión que requiere un proyecto agroindustrial de este tipo.

• Existe la tecnología necesaria para poner en marcha el proceso de fabricación de hojuelas, inclusive con capacidades muy superiores a las requeridas.

• El tamaño de planta adecuado para satisfacer la demanda esperada en el proyecto es de 221 t/año de hojuelas considerando los supuestos indicados en el ítem 5.2.

CAPÍTULO VI

Ingeniería del proyecto

6.1 Especificaciones Técnicas del Producto 6.1.1 Definición del producto en base a sus características de fabricación El producto a elaborar son hojuelas de maca y quinua ambos como complemento alimenticio al maíz como insumo principal en la elaboración de dicho producto, estos están dirigidas principalmente hacia los estratos socioeconómicos A, B, C, de Lima Metropolitana. Esta hojuela adquiere sus características esenciales durante el proceso de extrusión; obtiene la forma, color, olor, textura; sin embargo, la característica más importante es que debe estar crocante como sinónimo de frescura del producto.

Es claro que este producto, por ser de carácter perecible una vez abierto el empaque, es recomendable que sea consumido en su totalidad, además debe cumplir con un adecuado empaquetado y almacenamiento para poder preservar el producto en buen estado antes de ser consumido por los niños, jóvenes y población en general. Un inadecuado almacenamiento del producto disminuiría el tiempo de duración de las hojuelas.

6.2 Tecnologías existentes y procesos de producción 6.2.1 Naturaleza de la tecnología requerida Actualmente para la fabricación de hojuelas (tipo hojuela de maíz o corn flakes) existen dos métodos, siendo una tecnología más usada que la otra en este tipo de industria por diversos motivos pero principalmente debido al menor tiempo y costo de fabricación de las referidas hojuelas.

La tecnología menos utilizada en la industria para este tipo de snacks es el sistema tradicional que a diferencia de la otra tecnología (extrusor) consume mayor tiempo de secado después de la cocción (5 horas en promedio), así mismo utiliza un laminador a fin de comprimir la masa resultante con el objeto de tostarlo para luego enfriarlo y de este modo este listo para su embolsado. Es decir el proceso de fabricación con dicho método es más extenso y el resultado no es tan bueno como el de usar la otra tecnología. En el siguiente ítem, se comparará los tipos de tecnología a fin de elegir el óptimo considerando sus características técnicas.

• Selección de Tecnología A fin de elegir la tecnología más adecuada para el proyecto, se presenta algunas comparaciones respecto al sistema tradicional:

o El proceso de extrusión tiene una duración de media hora aproximadamente, a diferencia del proceso tradicional que dura 7 a 10 horas.

o El proceso en el extrusor es continuo, y en el sistema tradicional es por cargas.

o El costo de fabricación en el extrusor es menor que el tradicional, en una relación del 40% menos.

o La flexibilidad de instalar un sistema de extrusado es muy superior a la instalación convencional, que esta limitada a pocos productos a fabricar.

La presencia en el mercado de cereales para el desayuno, entre ellos las hojuelas fabricadas con el extrusor cada vez es mayor debido a que se obtiene un producto con mayor calidad, sabor, presentación y contribuye a que el costo del proceso de fabricación sea menor respecto a la fabricación con el sistema tradicional; además el extrusado por su flexibilidad permite adecuarse a los continuos cambios del mercado relativas a los diferentes tipos de snacks que consumen los usuarios de este producto.

En razón a lo arriba indicado, se recomienda implementar el sistema de extrusión para la línea de producción de hojuelas de maca y quinua. A continuación se pasará a detallar el proceso de fabricar hojuelas con el extrusor, sus ventajas, tipos de extrusor, entre otros.

"Fabricación con extrusor El objetivo principal de la extrusión consiste en ampliar la variedad de alimentos que componen la dieta elaborando, a partir de ingredientes básicos, alimentos de distinta forma, textura, color y sabor (Fellows, 1994). El propósito de la extrusión es el de agregar energía a un producto con objeto de lograr las propiedades deseadas, textura, tamaño, color y sabor a partir de una amplia gama de fórmulas (Miller, 1996). Según Rosen y Miller (1973) mencionado por Sandoval (1993), la extrusión de alimentos es un proceso en el cual el material alimenticio es forzado a fluir, bajo una o más de una variedad de condiciones de mezclado, calentamiento y corte a través de una matriz la cual es diseñada para formar y/o soplar – secar los ingredientes. La extrusión de alimentos es un proceso que combina diversas operaciones unitarias como el mezclado, la cocción, el amasado y el moldeo. Los dos principales factores que influyen sobre la naturaleza del producto extruído son las condiciones durante la extrusión y las propiedades del alimento en cuestión. Los parámetros más importantes durante el proceso son: la temperatura, la presión, el diámetro de los orificios de la boquilla y la velocidad de la cizalla. Esta última depende del diseño interno del extrusor y de la velocidad y forma del tornillo (o tornillos). Las características del material a extruir ejercen una influencia importante sobre la textura y el color del material extruído. Los más importantes son: el contenido del agua, el estado físico de los componentes y su composición química (en especial el contenido y tipo de almidones, proteínas, grasas y azúcares) (Fellows, 1994) Este es el procedimiento más utilizado ya que está bien demostrado que las propiedades físicas y químicas del producto pueden mejorarse con el uso de este tratamiento ya que rompe la pared celular dando una mejor cocción del producto y haciendo que los nutrientes estén disponibles (Buenrostro, 1987)

Tipos de extrusores a) Extrusor en caliente: Si durante la operación el alimento es sometido a tratamiento térmico, el proceso se le denomina extrusión con cocción (o extrusión en caliente). La extrusión con cocción es un tratamiento térmico, a elevada temperatura durante corto tiempo (HTST) que reduce la contaminación microbiana e inactiva las enzimas. Durante la extrusión en caliente de los alimentos almidinosos (maíz triturado y harinas de trigo) su humedad se incrementa por adición de agua y el almidón se somete, a elevadas temperaturas, a intensas fuerzas de cizalla (guillotina), como consecuencia de ellos las granulas de almidón se hinchan, absorben agua y se gelatinizan, y su estructura macromolecular se abre dando lugar a una masa viscosa y plástica (Mercier, 1980) mencionado por Fellows, 1994. b) Extrusor en frío En este tipo de extrusión el alimento se extruye en tiras sin cocción. Se emplea para elaborar pastas, hot – dogs algunas pastas para pastelería y confitería (Fellows, 1994)

Ventajas La extrusión es una operación unitaria que está ganando popularidad por las siguientes razones: 1. Versatilidad (diversidad), cambiando la proporción de ingredientes minoritarios y las condiciones durante la extrusión puede obtenerse una gran variedad de productos. El proceso es extremadamente flexible y puede acomodarse a las demandas de nuevos productos por parte del consumidor. Los alimentos extruídos difícilmente podrían obtenerse por otros métodos. 2. Menores gastos, la extrusión es un proceso más barato y productivo que otros procesos de cocción o moldeo. 3. No genera efluentes. 4. La extrusión constituye un ejemplo de los sistemas de procesados en los que el tamaño de los alimentos se aumenta. Mediante la extrusión los alimentos granulados de pequeño tamaño o pulverizados, se transforman en alimentos con un tamaño de partícula mayor. 5. Destrucción de las actividades enzimáticas no deseadas. 6. Los alimentos extruídos en caliente o en frío, se conservan (por mayor tiempo respecto a otros métodos), principalmente por su baja actividad de agua (Fellows, 1994). 7. La posibilidad de inflar y gasificar (vaporizar) el producto gracias a una rápida evolución del vapor de agua en el punto de extrusión del producto trabajando a temperaturas por encima de 100°C (Ranken, 1993).

Efecto de la extrusión sobre los alimentos a) Características organolépticas Las condiciones HTST (High Temperatura Short Time) de la extrusión en caliente apenas si afectan al color y el sabor de los alimentos. El color de muchos alimentos extruídos se debe a los pigmentos sintéticos adicionados a la materia prima en forma de polvo hidrosoluble o liposoluble, de emulsiones o lacas. La decoloración del producto debido a la expansión, a un tratamiento térmico excesivo, o a reacciones que se producen con las proteínas, los azúcares reductores, o los iones metálicos, constituyen a veces un problema para la extrusión de algunos alimentos. Es preferible no añadir los saborizantes en la materia prima en la extrusión en caliente ya que muy probablemente dependiendo del tipo de saborizante se volatizará a la salida de la boquilla del extruidor. Por ello, estas sustancias se distribuyen sobre la superficie del producto extruído en forma de emulsiones o mezclas viscosas. Una de las características principales de los procesos de extrusión es su capacidad para conferir al producto una determinada textura. b) Valor nutricional Las pérdidas vitamínicas de los alimentos extruídos dependen del tipo de alimento, de su contenido en agua o del tiempo y la temperatura de tratamiento. Sin embargo por lo general, la extrusión en caliente y el enfriamiento rápido del producto a la salida de la boquilla hacen que las pérdidas vitamínicas y en aminoácidos esenciales sean relativamente pequeñas (Fellows, 1994).

Generalidades de los equipos extrusores Un extruidor está constituido, en esencia, por una bomba de tornillo en la que el alimento es comprimido y trabajado hasta la obtención de una masa semisólida que es impulsada a través de un pequeño orificio (Fellows, 1994). Los "extruders" cocedores calientan al material por medio de disipación térmica de la energía mecánica aplicada al extruder. En muchos casos se incorporan energía térmica por medio de camisas de calefacción a vapor o eléctrico (Harper y Harman, 1973). Fellows (1994), menciona que el sistema en el que se basan los tipos de extrusores es el mismo: la materia prima se introduce en el cilindro del extruidor, donde es arrastrada y comprimida por el tornillo (o tornillos) y "trabajada" (desgarrada o amasada) con objeto de transformar su estructura granular en una masa semisólida plástica. Esta masa es posteriormente extruída a través de los orificios de una boquilla y cortada a su salida por una cuchilla rotatoria o una guillotina, pudiendo obtenerse una gran variedad de formas como barritas, esferas, tubos, cintas y escamitas. Los alimentos extruídos pueden emplearse sin dificultad en operaciones complementarias de elaboración como: rebozados, recubrimientos y demás."1

Después de haber ampliado el tema del proceso de la extrusión, a continuación se describirá las etapas para la fabricación de las hojuelas de maca y quinua:

a) Recepción b) Pre – mezcla c) Mezcla d) Extrusión e) Secado f) Enfriado g) Envasado h) Empaquetado A continuación se describe cada etapa del proceso por el método de extrusión para elaborar las hojuelas de maca y quinua:

a) Recepción Las materias primas principales son: la harina de maíz, maca y quinua vienen en sacos de 50 kilogramos y serán muestreados e inspeccionados para determinar el porcentaje de humedad de esta forma se podrá tomar una decisión a fin de aceptar o rechazar el lote adquirido. El porcentaje humedad aceptado2 estará alrededor de 8.3% Harina de maíz, 13.7% Harina de Quinua y 9.0% Harina de Maca.

Los otros insumos, como son la lecitina y el saborizante se comprarían a la empresa Montana S.A., la cuál mediante sus certificaciones de calidad y buenas practicas de manufactura garantizan la calidad de los productos, así también el aceite vegetal, azúcar rubia, sal y agua son fabricados con normas estándares garantizando la calidad de los mismos.

b) Pre – Mezcla Para la pre – mezcla se usará la máquina "Mezcladora en V" la cuál garantizará la mezcla homogénea de los insumos que se mezclarán en menor cantidad, conforme a lo indicado en el gráfico Nº 6.2, como la harina de quinua, harina de maca, saborizante, sal y azúcar. Esta pre – mezcla servirá para que la mezcla se haga de manera rápida y que después de ésta obtengamos una mezcla homogénea ya que en ésta operación la máquina cuenta con un mecanismo intensificador (agitador intensivo) la cuál garantizará que no se forme grumos y principalmente disperse con gran eficacia al mezclar los insumos indicados en el gráfico Nº 6.2.

c) Mezcla El resultado de esta operación es la obtención de una mezcla uniforme que facilite el ingreso al extrusor. El grado de mezclado depende de:

• El tamaño relativo de las partículas, forma y densidad de cada componente.

• La eficacia del mezclador para estos componentes.

• La tendencia a la agregación de los productos.

• El contenido de agua.

Por lo general se consigue mezclas más uniformes con aquellos productos cuyo tamaño y forma son semejantes. Diferencias excesivamente grandes en estas características incluso pueden impedir su mezcla.

La uniformidad del producto final depende del equilibrio alcanzado entre los mecanismos que favorecen o dificultan el mezclado, que depende a su vez del tipo de mezcladora, de las condiciones durante su funcionamiento y de la composición de los alimentos (Fellows, 1994). Según Hoseney (1991), el contenido de humedad debe estar en el rango de 12 – 20%.

En esta etapa se agregan los demás insumos como la harina de maíz (maicena), agua, aceite vegetal y la lecitina. El producto así acondicionado pasa directamente al extrusor.

d) Extrusión Los componentes mezclados y humedecidos por la adición de agua, se conducen al extrusor donde el producto es sometido a elevadas temperatura, a intensas fuerzas de cizalla, generándose calor por fricción. Como consecuencia de ellos, los gránulos de almidón se hinchan, absorben agua y se gelatinizan, y su estructura macromolecular se abre dando a una masa viscosa y plástica (Mercier, 1980) mencionado por Fellows (1994).

La temperatura puede acercarse a 177°C y la presión en la cabeza de la boquilla a 35.15 kg. / cm2. Bajo estas condiciones la masa es muy flexible y se adaptará a cualquier configuración de la boquilla. Al salir por ella se expande (hincha) al desaparecer la presión. La humedad es expulsada y el producto se enfría. (Hoseney, 1991).

El producto al final de esta operación debe tener una humedad entre 8 – 15% (Hoseney, 1991).

e) Secado Del extrusor mediante una banda transportadora el producto pasa al secado y éste consiste en darle las características de humedad y crocantez al producto sometiéndolo a temperaturas que disminuyan el contenido de humedad hasta 3 – 5%. Esto permitirá que el producto se mantenga y conserve por más tiempo. La inhibición del crecimiento microbiano en los alimentos desecados se produce por el descenso de su actividad de agua. (Fellows, 1994) f) Enfriado El enfriado consiste en disminuir la temperatura para luego poder envasarla ya que a la salida del secado aún la temperatura es alta 80°C (Fellows, 1994). Por lo que, también en ésta operación se disminuirá el porcentaje de humedad requerido para el correcto envasado, caso contrario el producto una vez envasado no cumpliría lo especificado (ver capítulo Nº 2) y no estaría hábil para el consumo humano.

Esta operación se realiza de la siguiente manera: el producto ingresa a la cámara interna, ésta cuenta con un tambor rotativo de plancha perforada el cual permite el ingreso de aire fluido proveniente del ventilador de enfriamiento y la expulsión del aire frío es por medio de un extractor de aire.

g) Envasado y Empaquetado El envasado requiere de un bolso bilaminado (plástico + aluminio) ya que no permite el ingreso de la luz ni el paso de oxigeno y resiste el paso del calor permitiendo de este modo que el producto mantenga la frescura y calidad requerida, así como la suficiente protección en las condiciones normales de manipuleo y transporte.

Para ello, se necesitará una máquina envasadora vertical que depositará la cantidad de 300 gramos y luego se sellaran herméticamente. A continuación las bolsas se depositan en las cajas de cartón individual, y para el empaque global será en cajas de cartón, que contendrá 24 cajas de hojuelas de maca y quinua para ser llevados a los puntos de venta.

La caja individual llevará impreso:

o El nombre del producto o El peso neto del producto (300 g) o Informe nutricional por ración o Fecha de elaboración y fecha de caducidad o Número de lote de elaboración o Información sobre el fabricante, dirección, teléfono, RUC.

o Ingredientes o Código de barras o Número de autorización sanitaria.

o Entre otros.

La caja de 24 paquetes llevará la etiqueta correspondiente al número de lote, lugar de destino, contenido, etiquetas con el código de barras para reconocer el lote, y deberá estar correctamente sellado.

6.2.2 Procesos de producción: Diagramas y cuadros El diagrama de operaciones y procesos (DOP) para la fabricación de hojuelas de maca y quinua, se muestra en el gráfico Nº 6.1 Para realizar el balance de materia prima, se tuvo en cuenta las condiciones técnicas necesarias para la elaboración de hojuelas, las mismas que se fueron detallando en el presente capítulo y en el capítulo Nº 2, y los requerimientos de humedad de cada ingrediente (Cuadro Nº 6.1). Así mismo, el balance de materia prima para el proceso de fabricación de hojuelas se presenta de manera detallada en el gráfico Nº 6.2, donde se concluye que para producir 88.08 kilogramos de producto terminado se necesitan 100 kilogramos de materias primas e insumos.

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