Universidad Rafael LandívarFacultad de Ingeniería

Licenciatura en Ingeniería Química Industrial

“ESTUDIO Y DESARROLLO TÉCNICO-ECONÓMICO PARA LA EXTRACCIÓN DEL ACEITE

CONTENIDO EN LA PULPA DE CAFÉ”

T E S I S

Presentada al Consejo de la facultad de Ingeniería

Por:

WENDY CAROLINA PINEDA COPÍN

Previo a conferírsele el título de:

INGENIERO QUÍMICO INDUSTRIAL

En el grado académico de

L I C E N C I A D O

Guatemala, agosto de 2004

AUTORIDADES DE LA UNIVERSIDAD RAFAEL LANDIVAR

Rector Lic. Gonzalo de Villa Vásquez, S.J.Vicerrectora General Licda. Julia Guillermina Herrera PeñaVicerrector Administrativo Arq. Carlos HaeusslerVicerrector Académico Dr. René Eduardo Poitevin DardónSecretario General Lic. Luis Quan MackDirector Financiero Ing. José Carlos Ricardo Vela SchippersDirector Administrativo Ing. Otto Vinicio Cruz Porras

AUTORIDADES DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA

Decano Ing. Edwin Felipe Escobar HillVicedecano Ing. Herbert Armando Smith BroloSecretaríaDirector del Departamento Ing. Yara Arguetade Ingeniería IndustrialDirector del Departamento Ing. Alejandro Basterrecheade Ingeniería MecánicaDirector del Departamento Ing. José Carlos Gil Rodríguezde Ingeniería CivilDirector del Departamento Ing. Jorge Arturo Rivera Pérezgilde Ingeniería en InformáticaDirector del Departamento Ing. Ramiro Muralles AraujoDe Ingeniería Química Director de Maestría Ing. Lionel Pineda López en Administración IndustrialRepresentante de Catedráticos Ing. Julio Aguilar SchaefferRepresentante Estudiantil Br. Julio Barrios

TRIBUNAL EXAMINADORIng. Federico SalazarIng. Eduardo Barrios

Ing. Gamaliel Zambrano

ASESOR DE TESISIng. Alejandro Hidalgo

DEDICATORIA

A DIOS:Por ser mi Todo, por su amor y misericordia, gracias por haberme iluminado y acompañado en todo momento.

A LA SANTÍSIMA VIRGEN MARÍAPor ser tan Buena Madre, por sus cuidados y por atender mis plegarias.

A MIS PADRESPor su apoyo, amor y comprensión. Gracias porque siempre han buscado lo mejor para mí, pero principalmente por hacerme sentir especial y amada.

A MIS HERMANASPor animarme, cuidarme y apoyarme siempre.

A MIS ABUELITASPor sus consejos, cuidados y amor. Gracias por hacerme tan feliz.

A MI FAMILIAPor su apoyo en todo momento, especialmente a mi tío Walter Copín, por su paciencia, compresión y por su tiempo.

A MIS AMIGOSPor su apoyo y cariño; gracias por brindarme su amistad.

A LA PROMOCIÓN 2003Por tan agradable experiencia.

A MI ASESORPor su amistad y consejos.

A PADRE CESAR ALONSOPor sus consejos para mi crecimiento espiritual y sobre todo por su amistad y cariño.

AGRADECIMIENTOS

A LOS CATEDRÁTICOS DE INGENIERIAPor sus enseñanzas y su amistad, especialmente a Lic. Rodríguez, Ing. Federico Salazar, Inga. Carmen Ortiz, Ing. Roberto Palacios, Ing. Alejandro Hidalgo, Dr. Luiz Elías, Ing. Alejandro Köng.

A ING. ALEJANDRO HIDALGOPor haberme permitido realizar este trabajo, así como asesorarme y aconsejarme para mi crecimiento como persona y profesional.

A TRIBUNAL EXAMINADORPor sus consejos.

A DON CÉSAR GÁMEZ Y DON ARTURO ESPINOZAPor su apoyo, dedicación y consejos para la realización de este trabajo.

RESUMEN

El cultivo de café ha sido de gran importancia para el desarrollo de la economía del País, pero en los últimos años ha experimentado una crisis por el precio de café y también se ha cuestionado a los productores por la contaminación debido al manejo ineficiente de la pulpa.

El presente trabajo propone una alternativa para el uso eficiente de la pulpa, por medio de la extracción del aceite contenido por medio del Método de Disolventes, presentando los factores que intervienen en su obtención eficiente, así como el proceso de extracción detallado, también se recomienda el compostaje para la pulpa agotada, es decir, la pulpa sin aceite.

Se presenta esta solución analizada desde el punto de vista mercadológico, técnico y económico-financiero con el fin de determinar la rentabilidad del proyecto.

ÍNDICE

MARCO I INTRODUCCIÓNIntroducción 1Situación Actual 2Marco Teórico 3

CAFÉOrigen y especies de café 3Descripción del fruto 6Procesamiento y Composición 7EXTRACCIÓNExtracción líquido-sólido 8Métodos de extracción 9Teoría de Extracción con Disolventes 12Factores que influyen en la extracción 15Disolvente 16Identificación del Aceite 17

MARCO II PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMAIntroducción al problema 20Objetivos 21Hipótesis 22Variables de Estudio 23Alcances y Límites 26Aporte 27

MARCO III MÉTODOSujetos 28Instrumentos 29Procedimiento 30

MARCO IV RESULTADOS 32Estudio de mercado

Descripción del producto 33Análisis del Sector Industrial 36Análisis de la demanda 37Análisis de Precio 37

Sistema de Distribución 37Estrategia Genérica 37

Estudio TécnicoCapacidad de la planta 38Materia Prima 39Material de Empaque 39Análisis del proceso de Extracción 44Equipo 50Requerimiento Personal Operativo 51Estructura Organizacional 52Localización de la planta 53

Estudio económico-financieroInversión Inicial 55Inversión Diferida 56Costo de Operación 57Capital de Trabajo 61Precio Unitario 61Ingreso por Ventas 62Punto de Equilibrio 62Tasa Mínima Atractiva de Retorno 63Flujo de Efectivo 66

MARCO V DISCUSIÓN DE RESULTADOS 67MARCO VI CONCLUSIONES 69MARCO VII RECOMENDACIONES 71

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 72ANEXOS

Diagrama de Flujo 74Producción Anual de Pinturas 75Tamaño de Partícula 76Especificaciones del Disolvente 78Gasto por Concepto de Sueldo y Prestaciones 79Valor de Salvamento 81

Capital de Trabajo 82Inversión en Activos totales 83Composición de Varios Aceites 84Aparato Soxhlet 85Glosario 87

ÍNDICE DE DIAGRAMAS:

Diagrama de Flujo de Materiales 40Diagrama de Bloques del Proceso 41Diagrama de Equipo 42Diagrama Distribución en Planta 43Diagrama Flujo de Efectivo 66

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura No. 1 Extractor Intermitente 9Figura No. 2 Tinas Extractoras en función

Intermitente múltiple 10Figura No. 3 Extracción continua

En contracorriente 11Figura No. 4 Métodos para la Extracción

De sólidos con disolventes 12Figura No. 5 Aparato Soxhlet 14Figura No. 6 Estructura Organizacional 52Figura No. 7 Tamaño original de la pulpa 77Figura No. 8 Reducción del tamaño de partícula 77Figura No. 9 Disolvente Hexano 78Figura No. 10 Balón sobre la mantilla 85Figura No. 11 Cámara de Extracción 85Figura No. 12 Condensador 86Figura No. 13 Aparato Soxhlet 86

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla No. 1 Característica de los Instrumentos 29Tabla No. 2 Resultados 32Tabla No. 3 Características del aceite 32Tabla No. 4 Especificación y Composición del aceite 33Tabla No. 5 Producción de Pulpa 38Tabla No. 6 Producción Anual de la Planta 38Tabla No. 7 Requerimiento de Material al mes 39Tabla No. 8 Procedimiento de Secado Solar 45Tabla No. 9 Selección del Equipo 50Tabla No. 10 Personal Operativo 51Tabla No. 11 Producción de Café 53Tabla No. 12 Ubicación de la planta 54Tabla No. 13 Inversión en Maquinaria y Equipo 55Tabla No. 14 Inversión en Activos Fijos 56Tabla No. 15 Inversión Diferida 56Tabla No. 16 Materia Prima Requerida 57Tabla No. 17 Mano de Obra Directa 57Tabla No. 18 Material de Empaque 58Tabla No. 19 Costo Primo Directo 58Tabla No. 20 Costos de Fabricación Variables 58Tabla No. 21 Costos Indirectos de Fabricación 58Tabla No. 22 Costo Unitario 59Tabla No. 23 Gastos de Administración 59Tabla No. 24 Gasto de Ventas 60Tabla No. 25 Depreciación Anual 60Tabla No. 26 Amortización en Ac. Intangibles 60Tabla No. 27 Requerimiento de Capital de Trabajo 61Tabla No. 28 Cálculo de Activos y Pasivos 61Tabla No. 29 Ingreso por Ventas 62

Tabla No. 30 Gastos Fijos Totales 62Tabla No. 31 Estructura de Capital 63Tabla No. 32 Amortización de la Deuda 63Tabla No. 33 Estado de Resultados Proyectado 64Tabla No. 34 Balance General Proyectado 65Tabla No. 35 Flujo de Efectivo 66Tabla No. 36 Producción de Pinturas en Guatemala 75Tabla No. 37 Pronóstico de la Demanda 75Tabla No. 38 Tamaño de partícula 76Tabla No. 39 Costo de Mano de Obra Directa 79Tabla No. 40 Costo de Mano de Obra Indirecta 80Tabla No. 41 Cálculo del Valor de Salvamento 81Tabla No. 42 Cálculo para el Capital de Trabajo 82Tabla No. 43 Total de Inversión en Activos Totales 83Tabla No. 44 Comparación de las características

De varios aceites 84

MARCO IINTRODUCCIÓN

1.1 INTRODUCCIÓN

Aunque no se conozca con exactitud la introducción del café a Guatemala, la producción cafetalera siempre ha sido fundamental en la historia del desarrollo de la actividad económica guatemalteca, pues por mucho tiempo representó la principal fuente de divisas para el País; dicha actividad se extiende a 20 departamentos.Durante los últimos años, el mercado cafetalero mundial ha experimentado cambios muy importantes en la oferta, en el que se denota el aumento en los niveles de producción y exportación mundial. La crisis en el precio del café refleja ser una consecuencia del cambio de estructura del mercado, siendo un problema para los productores guatemaltecos, cuyos procesos tradicionales de beneficiado son seriamente cuestionados por el efecto nocivo de la pulpa que es depositada en las corrientes de agua.Al incrementarse el costo de los fertilizantes, los productores de café han reducido su uso, por lo que algunos tratan de aprovechar los subproductos o pulpa, pero utilizando métodos inadecuados para su descomposición, en abono orgánico.Ante esta situación, que pone en riesgo tanto el medio ambiente como la estabilidad económica de aquellos que dependen básicamente de dicha actividad para poder subsistir; por lo que se pretende diseñar un método a nivel laboratorio para la extracción del aceite contenido en la pulpa del café, por medio de una extracción con disolventes; en este caso el hexano será el disolvente a utilizar. El aceite obtenido se empleará exclusivamente para la producción de pinturas, lacas y barnices quedando excluida su aplicación a la Industria Alimenticia.

1.2 SITUACIÓN ACTUAL

No se encontró investigación o libro de texto que tratara específicamente sobre la extracción del aceite contenido en la pulpa del fruto del café. Sin embargo, Orellana (1994) realizó el trabajo de investigación acerca de la conversión de la pulpa del fruto del café en abono orgánico, por medio de diferentes procesos, y lo llevó a cabo en dos localidades con diferentes características agroecológicas con el objetivo de demostrar que dichas diferencias podían influir en el proceso de descomposición de la pulpa, la altura con respecto al nivel del mar, la precipitación pluvial, la temperatura y la humedad relativa en las dos localidades.

También una compañía guatemalteca, Extract S.A., desde 1997 está satisfaciendo las necesidades de las Industrias de Alimentos, Farmacéuticas y Cosméticas con la exportación de aceites provenientes de plantas, arbustos, flores, árboles, frutos o semillas; incluyendo la extracción del aceite del grano de café.

1.3 MARCO TEÓRICO

1.3.1 ORIGEN DEL CAFÉ:El cafeto es originario de África. Su nombre se deriva de la ciudad de Kaffa, en Etiopía. En 1773, llegaron las primeras plantas de café a Guatemala, como resultado de una iniciativa desarrollada por sacerdotes jesuitas. La mayoría de las variedades que se cultivan en Guatemala pertenecen a la especie Coffea Arábica, la otra especie de importancia comercial es Coffea Canephora. Sin embargo, las variedades comerciales de mayor calidad y aceptación en el mercado mundial son las variedades Arábicas. (Sánchez, 1988)

1.3.2 PRINCIPALES ESPECIES DE CAFETO:Se mencionaron alrededor de setenta especies de cafeto en 1929, las que desde luego, han aumentado en el presente; resaltando las tres especies que más se conocen en el mundo: Coffea arabica L., Coffea canephora P. Y Coffea liberica, según Sánchez.

1.3.2.1 CARACTERÍSTICAS MÁS IMPORTANTES DE LAS ESPECIES COMERCIALES DE CAFETO

Coffea arabica L.Constituye el 75% del café de exportación y se produce en 60 países la mayoría en Sur y Centroamérica. La bebida de calidad se obtiene de Coffea Arábica, especie que se cultiva a mayor altitud y de la cual se han derivado las variedades comerciales de la mayor calidad y aceptación en el mercado mundial.Es tetraploide, tiene 44 cromosomas, es Autógama con un 10% de polinización cruzada y contiene un 0.8 a un 1.5% de cafeína. Sus variedades son líneas homogéneas genéticamente fijadas y multiplicadas por semilla. (Anzueto, 1985)Porte y Tallo: Arbustos hasta de 7 metros de altura, de formación cónica, porte alto, tallo central o tronco vertical único, con pocas

ramificaciones verticales que nacen de los nudos. Sus ramas laterales abundantes y ramificadas. Las ramas laterales en relación con el eje central forma ángulos entre 50 y 70 grados (abertura ligeramente inclinada). Las hojas son elípticas, oblongas y lanceoladas. Miden de 7 a 17 centímetros de longitud y de 3 a 8 centímetros de ancho, láminas lisas de color verde oscuro y envés verde pálido; ápice agudo y brotes terminales bronceados. (Sánchez, 1988)

Flores: 4 a 12 flores por axila, corola blanca de 5 pétalos de 6 a 12 milímetros de largo y de 3 a 4 milímetros de ancho. Autofértiles (Hermafroditas), indica Sánchez.

Frutos y semillas: Caedizos, color rojo vino, pulpa delgada. Semillas: de 10 a 15 milímetros de largo y de 5 a 10 milímetros de ancho. Su endospermo verde oscuro.

Coffea canephora P.Constituye un 28 a 30% de la producción mundial, es alógama estricta, quiere decir que es autoincompatible. Es diploide pues posee 22 cromosomas. Es más amarga que la variedad arábica ya que tiene de 2 a 3% de contenido de cafeína. Su variedad es la robusta y posee alta variabilidad genética. (Anzueto, 1985)

Porte y Tallo: árboles hasta de 22 metros de alto, de forma irregular Tallo muy ramificado desde la base; ramas laterales sin ramificaciones o muy escasa. La planta emite de 3 a 5 ejes verticales transcurrido el tiempo en el campo. (Sánchez J., 1988)

Hojas: Elípticas, oblongas, de 12 a 25 centímetros de largo y 5 a 12 centímetros de ancho. Ápice muy agudo, marcadamente onduladas, color verde oscuro en la lámina y el envés verde pálido.

Flores: 12 flores por axila, corola blanca, más de 5 pétalos de 10 a 15 milímetros de largo y de 24 milímetros de ancho. Autoestéril de polinización cruzada.

Frutos y semillas: permanentes, color rojo. Pulpa delgada y seca. Semillas de 7 a 14 milímetros de largo y de 4 a 10 milímetros de ancho. Su endospermo es amarillo.

Coffea Liberica según Sánchez (1988):Porte y Tallo: árboles hasta de 20 metros de altura. Tallo de forma cónica o piramidal, sin ramificaciones verticales de importancia. Ramas laterales sin ramificaciones.

Hojas: Posición decusada, ovales o abovadas, de 8 a 40 centímetros. De largo y de 5 a 15 centímetros de ancho. Coriáceas, ápice corto o redondeado. Lámina brillante y el envés verde amarillento.

Flores: 10 a 24 flores por axila, corola rosada o blanca de 5 pétalos gruesos de 8 a 20 milímetros de largo y de 3 a 8 milímetros de ancho. Autofértil de polinización cruzada.

Frutos y semillas: permanentes, color rojo vino. Pulpa espesa y carnosa. Semillas de 10 a 25 mm de largo y de 6 a 10 milímetros de ancho. Su endospermo es amarillo.

A partir de 1750 y 1760 Guatemala obtuvo sus primeras semillas de Coffea Arabica L. procedentes de las Indias Occidentales. Las variedades arábiga y bourbón fueron las de mayor movimiento en el mundo. Luego ocupó bastante la atención la especie Coffea canephora la cual fue descubierta en África a finales del siglo XIX.

De esta última, la variedad Robusta, que según Anacafé ocupa un mínimo porcentaje en la producción por variedad de todas las que se

cultivan en Guatemala, se perfila indicada como patrón de café injertado, dadas las características de raíces muy abundantes y de relativa resistencia a la Cochinilla de la raíz y los nematodos.

1.3.3 DESCRIPCIÓN DEL FRUTO DE CAFÉ :Los frutos del café se cosechan en América Central desde finales de Agosto hasta el mes de marzo, dependiendo de la altitud sobre el nivel del mar de la plantación de café. El café de tierra cálida madura más temprano que el de tierra fría. Los frutos se cosechan al llegar a su madurez, lo que se advierte por el color marrón intenso que adquiere el grano, aunque existen variedades que presentan un color amarillo cuando están maduras. (Braham y Bresani, 1978)

Un corte longitudinal de un fruto de café muestra las fracciones anatómicas del fruto: El grano propiamente dicho o endosperma, la cáscara o endocarpio, una capa mucilaginosa o mesocarpio y la pulpa o esocarpio. La semilla del café presenta una superficie plana que se encuentra con otra parte igual dentro del fruto. Cada mitad esta recubierta por un delicado tejido conocido como película. Estas dos fracciones se sostienen dentro del endocarpio, membrana conocida también con el nombre de pergamino o cascarilla del café, que es duro y quebradizo cuando se seca, y el cual rodea individualmente a cada una de las dos fracciones que constituyen un grano. La cascarilla, en cambio, está cubierta por una gruesa capa de células esponjosas que forman la pulpa. Esta capa tiene un espesor aproximado de 5 mm. Debido a la consistencia viscosa del mucílago, una leve presión sobre el fruto es suficiente para expulsar fuera de él las dos mitades que constituyen el grano.

1.3.4 PROCESAMIENTO DEL FRUTO DE CAFÉ :Después de cosechados, los granos de café son llevados a los beneficios y allí se sumergen, primero que todo, en un tanque de agua, con un doble propósito:

Primero: remover granos dañados, frutos verdes u otros materiales extraños que en estas condiciones flotan.Segundo: servir como mecanismo de transporte de los granos. El procesamiento del fruto del café para obtener los granos comerciales consiste básicamente en dos operaciones. La primera es el remojo o procesamiento húmedo que deja como producto pulpa de café, mucílago y aguas de desecho, por una parte, y por otra, los granos de café y la cascarilla, como unidad. La segunda operación es un proceso seco que separa la cascarilla del grano de café, según Braham y Bresani.

1.3.5 COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA PULPA DE CAFÉ :La pulpa de café está constituida tanto por macroelementos como por microelementos en diferentes proporciones, razón por la cual se considera útil en las aplicaciones como abono orgánico. Estudios realizados demuestran que su composición química está constituida por: N, P, K, Ca, Mg, Mn, S, B, Fe, Cu, y Zn. Así también de contenidos celulares que revelan su estado de descomposición como la fibra detergente ácido la cual se encuentra formada principalmente por celulosa y lignina. (Porres, Rodas y Calzada 1987)

1.3.6 CONTAMINACIÓN POR SUBPRODUCTOS DEL CAFÉ :Aunque la contaminación es general en las zonas cafetaleras del país, se ve marcada en las zonas donde la cosecha es concentrada, llueve menos que en las otras regiones cafetaleras y los caudales de los ríos son más pequeños. (Rodas, 1990)

Además parte de esos desechos como la pulpa, quedan acumulados en las fincas, constituyéndose en un centro de contaminación por plagas (moscas y zancudos) y malos olores. (Leiva, 1988).

1.3.7 EXTRACCIÓN SÓLIDO-LÍQUIDO:La extracción de sólidos por medio de disolventes, o sea, la extracción líquido-sólido, es una operación en la cual se separan componentes de sólidos disolviéndolos en líquidos. Esta operación se designa en las diferentes industrias por diversos nombres, como lavado, lixiviación, elusión, elutriación, difusión, precolación, decocción, decantación, infusión, maceración, digestión y disolución; todas ellas designan algún modo de transferencia de materias solubles desde sólidos al agua u otros disolventes. (Perry y Green, 1997)

El material soluble, llamado soluto, puede ser un sólido o un líquido dispersado por los sólidos insolubles, cuyas superficies reviste, disuelto en un líquido adherido a los sólidos o arrastrado por ellos, o, en muchos casos, de materias animales o vegetales, ocluido en la estructura celular. Los sólidos sufren, por lo general, un tratamiento mecánico y a menudo térmico antes de la extracción, a fin de hacer el soluto accesible a la acción disolvente por medio de una o varias operaciones de preparación o acondicionamiento, como trituración, tostación, laminación, pulverización, compresión, escamación, calentamiento, tratamiento con vapor o humedecimiento.Las operaciones de extracción se usan mucho en las industrias químicas y similares, y tienen aplicaciones siempre que se tratan sólidos impuros. (Perry y Green, 1997)

1.3.8 MÉTODOS DE EXTRACCIÓN SÓLIDO-LÍQUIDO :Cualesquiera que sean los materiales sólidos preparados, pueden tratarse por

a. extracción intermitente de un solo paso; en este caso la carga total de sólidos se pone en un solo recipiente para aplicar el disolvente.

figura No. 1EXTRACTOR INTERMITENTE DEL TIPO HORIZONTAL

CON CAMISA DE VAPOR Y AGITADORES

b. Extracción intermitente de varios pasos; tratando diversas cargas separadas en diferentes pasos de extracción por un movimiento cíclico y ordenado de cantidades de disolvente.

figura No. 2BATERIA DE TINAS EXTRACTORAS EN FUNCIONAMIENTO

INTERMITENTE MÚLTIPLE EN CONTRACORRIENTE

c. método continuo de extracción, los sólidos se someten a un tratamiento con disolvente y se descargan del sistema de extracción en un movimiento continuo más o menos interrumpido. (Perry y Green, 1997)

figura No. 3EXTRACCIÓN CONTINUA EN CONTRACORRIENTE

Los métodos anteriores también pueden clasificarse por la manera de cómo se aplica el disolvente a los sólidos, que puede ser, según Perry y Green:

a. Precolación con riego; el disolvente se riega sobre la superficie de la carga de sólidos, resbala hacia abajo sin inundar el recipiente pasando por los intersticios de los sólidos, escurre a través del falso fondo y se reúne en la parte inferior para la descarga. (figura No. 4 a)

b. Inmersión Completa; el disolvente sumerge por completo o inunda los sólidos durante la extracción. (figura No. 4 b)

c. Drenaje Intermitente; es un procedimiento de extracción en el cual los sólidos se cubren con el líquido y después se escurre éste antes de volver a cubrirlos con más líquido. (Figura No. 4 c)

figura No. 4METODOS PARA LA EXTRACCIÓN DE SÓLIDOS CON DISOLVENTES.

1.3.9 TEORÍA DE LA EXTRACCIÓN DE SÓLIDOS CON DISOLVENTES según Perry y Green (1997):Al estudiar los principios físicos por los que se rige la transferencia de un soluto líquido o sólido desde los sólidos inertes con los cuales está asociado al medio líquido que le rodea, en el cual se disuelve, hay que tener en cuenta las diferentes maneras en que el soluto puede ser retenido por los sólidos.

Como se ha indicado antes, el soluto puede estar en solución adherido a las superficie de los sólidos o retenido en los intersticios entre los sólidos; o como materia no disuelta, revestir las superficies o llenar grietas o poros de los sólidos, o estar depositado en la estructura porosa o los capilares de ciertos sólidos. El soluto puede estar disperso a través de los sólidos, encerrado en células o adsorbido a diversas profundidades en los fragmentos del sólido.

La manera de estar el soluto físicamente combinado con los sólidos depende del origen o la naturaleza de los materiales y de su tratamiento mecánico o químico antes de la extracción con disolvente o durante su preparación para la misma. La manera de estar el soluto distribuido en los sólidos es el factor determinante en la accesibilidad del disolvente al soluto para la extracción, la facilidad con que se produce la transferencia del soluto y las leyes físicas por

las que se rige esa transferencia. Sólo en algunos casos poco prácticos se ha comprendido suficientemente la estructura de los sólidos y la distribución del soluto para un análisis válido de los principios en que se basa la transferencia de los solutos.

Este tipo de extracción se realiza habitualmente en un aparato denominado Soxhlet. (Ver figura No. 5)

La sustancia sólida se introduce en un cartucho poroso (generalmente hecho con papel de filtro, que permite al solvente entrar y salir reteniendo al sólido) que se coloca dentro del recipiente B (ver Figura 5). Se adosa un balón C a dicho recipiente donde se coloca el volumen de solvente que se utilizará en la extracción. Por el extremo superior del recipiente B, se coloca un condensador D.

El solvente se calienta; los vapores ascienden por el tubo E, condensan en el refrigerante D y caen dentro del recipiente B impregnando al sólido que se encuentra en el cartucho A. El recipiente B se va llenando lentamente de líquido hasta que llega al tope del tubo F y se descarga dentro del balón C por efecto de sifón, llevando consigo a la sustancia extraída. El proceso se repite automáticamente hasta que la extracción se completa. El solvente de extracción se evapora, recuperando así a la sustancia deseada.

figura No. 5APARATO SOXHLET

En todos los casos es primordial la elección del solvente de extracción. Cuando no se conoce la estructura del compuesto que se desea extraer, se utilizan diferentes solventes (de menor a mayor polaridad) y se determina dónde queda el compuesto luego de cada extracción mediante técnicas cromatográficas (cromatografía en capa delgada, cromatografía gas-líquido, etc.). De esta forma se busca el sistema de solvente/s más apropiado/s tanto para una extracción líquido-líquido como sólido-líquido.

1.3.10 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS OPERACIONES DE EXTRACCION :Los sólidos como portadores del soluto, desempeñan un papel importante en una operación de extracción. Su estructura y otros caracteres físicos modificados por las operaciones preparatorias de la extracción son factores determinantes para hacer el soluto accesible al disolvente. (Perry y Green, 1997)

El soluto en la superficie de los sólidos es el más fácilmente extraíble por el disolvente. Por lo tanto, subdividiendo los sólidos para aumentar la superficie y hacer llegar más soluto a la superficie, se mejora la extracción. Sin embargo, la reducción de los sólidos a partículas finas tiene limitaciones. Un subdivisión demasiado fina puede dar como resultado que se apelmacen los sólidos durante la extracción e impidan por consiguiente, el movimiento del disolvente sobre la superficie. La extracción es difícil cuando los sólidos finamente divididos se tratan como carga estacionaria, no agitada, o pasan por la extracción continua sin agitación. Es probable que se produzcan canales y que una buena parte de la superficie no esté suficientemente expuesta al disolvente en movimiento. Además, una cantidad apreciable de líquido es arrastrada en los intersticios de una masa de sólidos finos y resulta difícil desplazar este líquido con líquido entrante, según Perry y Green.

1.3.11 DISOLVENTE:Existe una gran variedad de líquidos que pueden utilizarse como disolventes. Para poder seleccionar el disolvente más adecuado se deben considerar la selectividad, que es la relación entre la proporción de los componentes en la fase de extracción-disolvente dividido entre la proporción de los mismos componentes en la fase de alimentación-disolvente. La selectividad debe ser mayor para que se produzca la extracción, y cuanto mayor sea, mejor. Si la selectividad es igual o menor a la unidad, la extracción no puede realizarse. (Perry y Green, 1997)

El disolvente a utilizar en una operación de lixiviación debe tener las siguientes características:

a. Elevado límite de saturación y selectividad para con el soluto a ser extraído.

b. Estabilidad química bajo las condiciones del proceso.c. Viscosidad, presión de vapor, toxicidad, inflamabilidad,

densidad y tensión superficial bajas.d. La Recuperación del extracto debe ser favorable.

1.3.12 IDENTIFICACIÓN DEL ACEITE:Esto se realiza por medio de la determinación de sus propiedades físicas, entre las cuales se evalúan:

a. Índice de Refracciónb. Densidad Relativa c. Rotación Óptica

Las anteriores permiten obtener información básica acerca de su mayor o menor contenido de compuestos oxigenados e hidrocarburos terpénicos así como de la existencia de componentes ópticamente activos.

Índice de Refracción: Es la relación que existe entre la velocidad de propagación de la luz en el vacío y la de desplazamiento en otro medio. El resultado es un número siempre mayor que la unidad, pues la velocidad de la luz es máxima en el vacío. Generalmente se efectúa a 20º C. El instrumento utilizado es el refractómetro, el cual emplea unos dispositivos apropiados para la circulación de agua y ubicación del termómetro. (Valiente, 1990)

Densidad Relativa: Es la relación de la densidad de esa sustancia a la densidad de otra. Generalmente se utiliza el agua como la norma de referencia para sólidos y líquidos. Y el aire se usa por lo general como referencia para los gases. La densidad relativa no tiene unidades porque se cancelan las unidades de densidad. La densidad relativa indica cuántas veces es más denso un líquido, un sólido o un gas en comparación del material de referencia. (Hein, 1992)

Rotación Óptica: Constituye una constante física única y característica para cada sustancia opticamente activa que rota al plano de la radiación polarizada por falta de simetría en su estructura molecular o cristalina. (Wade, 1993)

También es importante definir sus características organolépticas como:

Color: Este puede variar pues depende del método de extracción, esta característica no es muy importante y para medirla puede utilizarse colorímetros.

Olor: esta característica es fundamental pues comúnmente se utilizan los aceites ya sea en alimentos, perfumes, etc. La máxima precisión se consigue con el método de la evaporación lenta sobre el papel absorbente, confrontando la observación con sustancias patrones o confiando de la memoria olfativa.

Sabor: No es posible medir objetivamente un sabor, así como definirlo y clasificarlo, el sabor es percibido en algunas partes de la mucosa de la lengua y se refiere a sabores fundamentales como: amargo, dulce, salado y agrio así como a las sensaciones de fresco, ardiente, picante y astringente.

Aroma: la sensación olorosa percibida por la nariz junto con el sabor determinan el aroma de los aceites.

Entre sus propiedades químicas podemos mencionar:

Índice de Saponificación: Es una propiedad importante debido a que los ésteres son constituyentes valiosos en los aceites esenciales. El índice de saponificación es la suma del índice de ácido y el índice de éster. El índice de ácido es el número de miligramos de KOH

necesarios para neutralizar los ácidos libres de 1 gramo de esencia; en general, el índice de ácido es bajo en los aceites esenciales. El índice de éster es el número de miligramos de KOH necesarios para saponificar los ésteres de 1 gramos de muestra. Se determina poniendo 1 gramo de muestra con exceso de solución alcohólica de KOH 0.5 N a calentar normalmente a reflujo durante una hora, o durante más o menos tiempo, según la naturaleza de los ésteres presentes, y el exceso de álcali es valorado acidimétricamente. Existen normas para estas determinaciones y en ellas se especifica la duración de la saponificación a reflujo. (Valiente, 1990)

Índice de Yodo: Cantidad en centigramos de yodo que se adiciona a un gramo de grasa. Se emplea para evaluar los dobles enlaces que hay en la molécula de la grasa en cuestión.

MARCO IIPLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El proceso de transformación de materias primas en productos terminados de las diversas industrias que operan actualmente en Guatemala, implica un problema ambiental sino se toma en cuenta dicho aspecto, pues durante el proceso se tienen subproductos o desechos que son arrastrados ya sea por el agua o por el aire. Los desechos que son descargados directamente sin previo tratamiento afectarán el ecosistema al cual llegarán, pues se conducirán a un lago, un río etc.Tal es el caso del procesamiento de café. En la actualidad la pulpa de éste no se está aprovechando y se desecha de tal forma que contamina.Siendo el cultivo del café fundamental en el desarrollo de la economía del país, no sólo por el crecimiento económico sino también tomando en cuenta el impacto sobre la dinámica de la población rural y en el medio ambiente, cada vez se demanda por un proceso en el que deseche un porcentaje menor o mejor aún que dicho desecho no cause problemas ambientales.Con el objeto de coadyuvar a los problemas ecológicos que pueden representar estos desechos y a su vez otorgar un beneficio de valor agregado a este cultivo. ¿Es posible diseñar un proceso para la extracción de aceite contenido en la pulpa de café así como el aprovechamiento del subproducto, es decir, de la pulpa sin aceite?

2.1 OBJETIVOS

2.1.1 OBJETIVO GENERAL

Desarrollar y Evaluar un proceso para la extracción, por medio de disolventes, del aceite contenido en la pulpa del café.

2.1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

Determinar un método para la extracción del aceite contenido en la pulpa del café.

Desarrollar el diseño del proceso industrial de la extracción de aceite, a partir de la pulpa del café.

Recomendar diversas aplicaciones que se le puede dar al subproducto de la extracción, es decir, la pulpa sin aceite.

Determinar la rentabilidad del proceso de extracción del aceite, mediante la realización del estudio técnico y económico del proyecto.

2.2 HIPÓTESIS

Por medio de la aplicación de hexano, como solvente, es posible la extracción del aceite contenido en la pulpa del café.

2.3 VARIABLES

2.3.1 VARIABLES INDEPENDIENTES

Relación de masa de disolvente a masa de pulpa de café.

Tiempo de contacto entre el disolvente y la pulpa de café.

Temperatura del disolvente al entrar en contacto con la pulpa del café.

Tamaño de partícula de la pulpa de café

2.3.2 VARIABLES DEPENDIENTES:

Porcentaje de aceite extraído de la pulpa del café.

Costo unitario

2.4 DEFINICIÓN DE VARIABLES

Relación de masa de disolvente a masa de pulpa de café.

Definición Conceptual:Es la cantidad relativa del disolvente con respecto a la cantidad de pulpa de café. (Perry y Green, 1997)

Definición Operacional:Variable de la cual depende el porcentaje de aceite a obtener. Se expresa en mililitros de disolvente que se debe agregar por gramos de pulpa de café.

Tiempo de contacto entre el disolvente y la pulpa de café.

Definición Conceptual:Medida en unidades de tiempo en que 2 agentes químicos entran en contacto para lograr una reacción determinada. (Perry y Green, 1997)

Definición Operacional:Se expresa el tiempo en minutos que tienen que estar en contacto el disolvente y la pulpa de café para la extracción del aceite contenido en la pulpa del café.

Temperatura del disolvente al entrar en contacto con la pulpa del café.

Definición Conceptual:Cantidad de energía que contiene un agente químico para obtener mayor eficiencia en la reacción. (Treybal, 1988)

Definición Operacional:Se expresa la temperatura en grados Celsius, del disolvente para una mejor extracción del aceite contenido en la pulpa del fruto de café.

Tamaño de partícula de la pulpa del café.

Definición Conceptual:Característica de una partícula sólida y del tamaño depende un mejor contacto con el agente químico. (Treybal, 1988)

Definición Operacional:Se expresa el tamaño de partícula de la pulpa, en milímetros, esto es para obtener una mejor área de contacto con el agente químico.

Cantidad de aceite extraído de la pulpa del café.

Definición Conceptual:Cantidad de un material que forma parte de la composición determinada de una sustancia. (Treybal, 1988)

Definición Operacional:Se expresa en gramos la cantidad de aceite contenido en la pulpa del café.

Costo Unitario.

Definición Conceptual:Valor monetario de una unidad producida de producto desarrollado técnicamente. (Valiente, 1992)

Definición Operacional:

Costo de cada galón producido de aceite, tomando en cuenta la materia prima, mano de obra, servicios, entre otros.

2.5 ALCANCES Y LÍMITES

El trabajo de investigación pretende establecer un método para la extracción del aceite contenido en la pulpa del café. El trabajo se enfocó en determinar si es factible tecnológica y económicamente la extracción del aceite contenido en la pulpa del café por medio de disolventes, utilizándose hexano como tal.Se realizó un estudio de mercado para estimar la demanda, se recomendó un proceso a nivel industrial y el equipo a emplear. Se presentaron estados financieros para determinar el costo del producto.El trabajo se limitó a dar conocimiento de factibilidad para la extracción del aceite contenido en la pulpa del café utilizando hexano como disolvente tomando en cuenta los aspectos mercadológicos, técnicos y financieros, sin embargo, no se realizó su implementación, debido a los costos y esfuerzos que esto puede representar.

2.6 APORTE

El aporte de la investigación, tanto para los productores de café como para Guatemala, es de alta importancia, pues en época de beneficiado del café, en todas las zonas cafetaleras del país, los volúmenes de desechos como la pulpa, se incrementan anualmente, principalmente debido al aumento de la producción. Dicha acumulación, actualmente se reduce a ser únicamente fuente de contaminación tanto para la población como para las fuentes de agua, por lo que la pulpa se convierte en un problema que cada vez cobra mayor interés y justifica el buscar soluciones para evitar que continúe la contaminación que los desechos provocan y así incrementar la eficiencia del proceso del café al utilizar los subproductos resultantes otorgando un valor agregado

La importancia de este trabajo para la Universidad Rafael Landívar, radica en que ejemplifica las herramientas que otorga a sus estudiantes para la búsqueda de soluciones para un problema real en la industria del país, así como ofrecer soluciones de tecnología a problemas ecológicos y una oportunidad al sector industrial para el desarrollo y generación de nuevas fuentes de trabajo.

MARCO IIIMÉTODO

3.1 SUJETOS

Población: Se producen anualmente en el país, 1361077,711 Kilogramos (3001000,000 libras) de pulpa del fruto de café como promedio.

Muestra: la muestra que se utilizó provino de la finca Bella Vista, del Beneficio La Esperanza, ubicado en Ciudad Vieja, Antigua Guatemala, corresponde a la variedad Caturra y Catimor; cosecha que se realizó entre los meses de diciembre- abril.

La pulpa es colocada al aire libre, formando una especie de montaña, y es allí donde completa su periodo de putrefacción contaminando el ambiente.La pulpa fresca presenta un color café y está húmeda puesto que el agua la transporta desde el pulpero hasta el lugar destinado para la pulpa y conforme a su descomposición adquiere un color negro y está parcialmente deshidratada por efecto del sol.

3.2 INSTRUMENTOS

Las pruebas se llevaron a cabo en el laboratorio de Química General de la Universidad Rafael Landívar y para la investigación el siguiente equipo permitió realizar las pruebas a nivel laboratorio:

HORNO ELÉCTRICOTipo: BandejasMarca: Central Scientific División of Cenco Instruments CorporationVoltaje:155 voltsPotencia 1000 watts50/60 ciclos.

EQUIPO DE SOXHLET

Marca: KIMBLE GLASS INC.

Balón: 24/40 joint Tamaño/capacidad: 500 ml

Cámara de Extracción: 55/50 y 24/40 jointTamaño/capacidad: 50 mm

Condensador: 55/50 jointTamaño/capacidad: 50 mm

ESTUFA ELÉCTRICA

Modelo: SP46925Marca: Barnstead/ThermolyneVoltaje:120 voltsPotencia 1118 wattsAmperaje: 9.5 amperios

BALANZAMarca: OHAUSTipo: Triple Bean 700/800 serieCapacidad: 2610 g – 5 lb 2 oz.

MANTA DE CALENTAMIENTO

Marca: Glas-Col Tipo: Serie 1551061 Dimensión: 10 cm diámetro interno; 15.5 cm diámetro exterior. Voltaje: 115 volts Potencia: 270 watts

REÓSTATO

Marca Glas-Col Tipo PL312 minitrol voltaje: 115 volts Potencia: 1500 Watts Amperaje: 13 Amperios máximo.

TABLA No. 1 CARACTERISTICAS DE LOS INSTRUMENTOS

3.3 PROCEDIMIENTO:

La investigación se inició con la recopilación de información acerca del uso actual que se le da a la pulpa, la producción promedio anual de pulpa, así como los método de extracción de Grasas y Aceites, y los posibles disolventes a utilizar.

Entre los métodos investigados se decidió evaluar el Método de Extracción con Solvente utilizando el aparato Soxhlet y siendo el hexano el solvente escogido, se siguieron los siguientes pasos:

a. Triturar la muestra en un molino de martillos, hasta un tamaño de partícula de 0.4559 milímetrosb. Secar la muestra en un horno, hasta peso constantec. Se pesan 2 gramos de pulpa de café seca y molidad. Se coloca la muestra dentro de un cartucho fabricado con papel filtro, procurar cerrar ambos extremos para evitar que las partículas salgan de él y tapen el sifón. e. Colocar el paquete dentro de la cámara de extracciónf. Pesar el balón vacío, en el cual posteriormente se depositará la grasa.g. Por la parte superior del Soxhlet verter el solvente hasta que por diferencia de presión baje a través del cuello del Soxhlet, luego añadir más solvente hasta cubrir el paquete, (en total son 300 mililitros de Hexano). h. Empezar la extracción durante dos horas.

i. Luego de terminada la extracción, se recupera el solvente de la cámara de extracción.j. Dejar enfriar el balón para evitar que se queme la grasa.k. Colocar en balón en una estufa para que el disolvente se evapore y solo se tenga la grasa.l. Después de evaporar todo el disolvente, dejar enfriar a temperatura ambiente.m. Pesar el balón, para conocer la cantidad de grasa.

Con los datos anteriores, se presentaron los resultados y se procedió a realizar el estudio de mercado, técnico y financiero.

MARCO IVRESULTADOS

MÉTODO A NIVEL LABORATORIO

Peso de la muestra 2 gCantidad de Hexano 300 mlTemperatura del Hexano Temperatura ambienteTiempo de digestión 2 horasPeso de la muestra seca sin aceite 1.8 g% de aceite extraído 10 % en peso

TABLA No. 2 RESULTADOS

CARACTERÍSTICAS ORGANOLÉPTICAS:

Color Ligeramente amarilloOlor Aromático CondimentadoApariencia Líquido Transparente.

TABLA No. 3 CARACTERISTICAS DEL ACEITE EXTRAÍDO

4.1 ESTUDIO DE MERCADO

4.1.1 Descripción del producto:

De acuerdo con la patente número: 4,793,990; el aceite de café producido a partir del bagazo del café, mediante un proceso de extracción de solvente es de alta calidad y normalmente cumple con las siguientes especificaciones y propiedades físicas:

PARÁMETROS UNIDAD TIPICOGRAVEDAD ESPECÍFICA g/ml 0.9278ÍNDICE DE REFRACCIÓN ------ 1.467VISCOSIDAD A 40º C cps 67.5 – 70.0VISCOSIDAD A 100º C cps 15.0 – 17.5PUNTO DE INFLAMACIÓN º C 235pH ---- 4.6 - 5.5INSOLUBLES EN HEXANO % 0.1 – 0.25IMPUREZAS INSOLUBLES % 0.2 – 0.25ÍNDICE DE YODO ---- 85 – 95ÍNDICE DE SAPONIFICACIÓN mgKOH/g 185 – 195MATERIA NO SAPONIFICABLE % 2.8 – 5.3ÍNDICE DE PERÓXIDOS meq/K 4.3 – 5.3ÁCIDOS GRASOS LIBRES % 8.3 – 9.0

COMPOSICIÓN EN %:ÁCIDO MIRÍSTICO 0.1 – 0.3ÁCIDO PALMÍTICO 33.8 – 34.4ÁCIDO ESTEÁRICO 6.7 – 7.9ÁCIDO OLEICO 8.2 – 9.7ÁCIDO LINOLEICO 42.2 – 46.4ÁCIDO LINOLÉNICO 0.5 – 0.7

TABLA No. 4 ESPECIFICACION Y COMPOSICIÓN DEL ACEITE DE LA PULPA DEL CAFÉ

Todas las especificaciones están basadas en los métodos oficiales de la American Oil Chemist Society (AOCS). Debido a las variaciones

naturales que ocurren en las cosechas del café, de tiempo en tiempo los parámetros químicos y físicos indicados pueden tener pequeñas desviaciones.

Aplicación Industrial: El aceite extraído de la pulpa del café, puede utilizarse para diversos procesos, entre ellos: para la elaboración de resinas en pinturas, en protectores y bloqueadores solares, y en algunos procesos como sustituto de otros aceites vegetales.

Presentación Comercial:

Se recomienda distribuir el aceite en toneles de acero cuya capacidad será de 55 galones

Requisitos de Calidad:

En Guatemala, técnicamente un producto debe cumplir con los requerimientos de calidad según las normas COGUANOR, sin embargo, el aceite extraído de la pulpa del café no está normalizado por COGUANOR, debido a que es un producto nuevo. Por lo que el aceite extraído deberá cumplir con las siguientes normas según el CODEX ALIMENTARIUS CODEX STAN 19

El presente texto tiene por finalidad su aplicación voluntaria por los socios comerciales y no su aplicación por los gobiernos.

1. Características de calidad1.1 ColorEl característico del producto designado.1.2 Olor y saborLos característicos del producto designado, que deberá estar exento de olores y sabores extraños o rancios.Dosis máxima1.3 Materia volátil a 105 oC 0,2% m/m1.4 Impurezas insolubles 0,05% m/m

1.5 Contenido de jabón 0,005% m/m

1.6 Hierro (Fe):Grasas y aceites refinados 2,5 mg/kgGrasas y aceites vírgenes 5,0 mg/kgGrasas y aceites prensados en frío 5,0 mg/kg

1.7 Cobre (Cu):Grasas y aceites refinados 0,1 mg/kgGrasas y aceites vírgenes 0,4 mg/kgGrasas y aceites prensados en frío 0,4 mg/kg

1.8 Indice de ácido:Grasas y aceites refinados 0,6 mg de KOH/g de grasa o aceiteGrasas y aceites vírgenes 4,0 mg de KOH/g de grasa o aceiteGrasas y aceites prensados en frío 4,0 mg de KOH/g de grasa o aceite

1.9 Indice de peróxido:Aceites vírgenes y grasas y aceites prensados en frío hasta 15 miliequivalentes de oxígeno activo/kg de aceiteOtras grasas y aceites hasta 10 miliequivalentes de oxígenoactivo/kg de aceite

para poderse comercializar hacia la fabricación de resinas en la industria de pinturas, técnicamente debe cumplir con:

Alta Velocidad de SecadoBuena AdhesiónAlta Resistencia al amarillantamiento (resistencia al u.v.)Color claro, casi transparenteBuena retención de brillo.

4.1.2 Análisis del sector industrial:El sector industrial donde se introducirá el aceite extraído de la pulpa del café es el de las Pinturas para la elaboración de resinas. Si en la industria de Pinturas de Guatemala no se pudiera colocar el producto, puede exportarse a Costa Rica y Panamá.

4.1.2.1 Competencia Actual: Actualmente en México y Colombia se está produciendo Aceite de la pulpa de café, pero por ser plantas productoras que recientemente empezaron a operar no se tiene información al respecto.En Guatemala, todavía no se tiene un proceso desarrollado que produzca este tipo de aceite, aún cuando existe la materia prima.

4.1.2.3 ProveedoresLos proveedores de la pulpa serán las fincas cafetaleras vecinas a la localidad que se elija para ubicar la planta de extracción.

4.1.2.4 ClientesEn principio se dirigirá a la Industria de Pinturas (dado que las importaciones en materia de resinas es significativa en el País y en la región Centroamérica), por ser un producto nuevo(sustituto del aceite de soya), existe la posibilidad de que con la investigación necesaria podrá introducirse en otros sectores industriales, por ejemplo la Industria de Aromaterapia y como sustituto en las aplicaciones del aceite del pescado

4.1.2.5 Competencia PotencialEl ingreso de nuevas marcas de Aceite provenientes de diferentes semillas como consecuencia de sus investigaciones para ofrecer mejoras en proceso y precio a las fábricas de pinturas Así como el desarrollo de nuevos aceites por parte de las empresas de Aceite que

actualmente operan en el mercado; así como los productores de Aceite de soya, tofa y derivados de la grasa animal4.1.2.6 Productos SustitutosLos diferentes aceites provenientes de la gran variedad de semillas oleaginosas que son capaces de sustituir la función del aceite extraído de la pulpa del café.Productos sintéticos que imiten el olor característico.

4.1.3 Análisis de la demanda Según INE (2,001) en Centroamérica se produce aproximadamente 12,000,000 galones de pintura de aceite anualmente, de los cuales Guatemala participa con 41500,000 galones, esto significa que Guatemala produce el 40% del mercado, del cual las pinturas en promedio son producidas con un 45% de resina. [Aproximadamente 180 ton/mes de resina]

4.1.4 Análisis de precios Para poder introducir este producto, se decidió colocarlo a un precio 15% menor a los precios que actualmente se están manejando para los aceites para resinas que oscila entre los $ 1.20-1.40/lb

4.1.5 Sistema de distribuciónEl producto se ofrecerá a nivel industrial, por lo que se necesita que el departamento de ventas sea eficiente, capaz de contactar a las industrias que puedan utilizar en su manufactura el aceite de la pulpa del café tanto a nivel nacional como centroamericano para iniciar. El sistema de distribución que puede emplearse es:

PRODUCTOR EJECUTIVO DE VENTAS INDUSTRIAS

4.1.6 Estrategia genéricaLa estrategia genérica deberá enfocarse hacia la diferenciación, puesto que es un producto que por sus características organolépticas

puede posicionarse en la mente del cliente como un producto con características únicas.

4.2 ESTUDIO TÉCNICO

4.2.1 Capacidad de la planta:De acuerdo con lo evaluado, en Guatemala:

DESCRIPCIÓN CANTIDAD EN KILOGRAMOS

CANTIDAD EN LIBRAS

Pulpa de café base húmeda

136,077,711 300,000,000

Pulpa de café base seca 1

27,215542.2 60,000,000

TABLA No. 5 PRODUCCIÓN DE PULPA

La planta operara los 12 meses del año, de lunes a viernes y se tendrán 2 turnos. El diseño de la planta se basa en el manejo del 70% de la producción anual actual de pulpa de café húmeda, con un factor de producción del 92%.

DESCRIPCIÓN CANTIDAD EN KILOGRAMOS

CANTIDAD EN LIBRAS

Pulpa de café base húmeda

95,254,398 210,000,000

Pulpa de café base seca1

19,050,879 42,000,000

Aceite contenido en la pulpa seca 2

1,905,088 4,200,000

TABLA No. 6 PRODUCCIÓN ANUAL DE LA PLANTA

Notas:1 La humedad removida por medio del secado, representa el 80% en peso

2 El aceite contenido en la pulpa corresponde al 10% en peso

4.2.2 Materia PrimaPara la producción de 191 toneladas de aceite por mes, se requiere de 11732723 kilogramos (1733 toneladas) de pulpa seca por mes. La cual se recolectará de los beneficios vecinos a la ubicación que se determinara de la planta, por medio de camiones.El solvente hexano se utilizará en una relación 1:4 con respecto al peso de la pulpa seca, por lo que se necesitan 81659530 L de hexano por mes (315 m3 de Hexano por mes ó 5761 toneladas de Hexano).Para lavar la pulpa luego de la extracción se utilizara un condensado con una relación de 1:2, siendo 31465446 kilogramos de condensado.

DESCRIPCIÓN CANTIDAD EN KILOGRAMOS

CANTIDAD EN LIBRAS

Pulpa de café base seca

11732,723 31820,000

Solvente HEXANO 51760,630 121580,966Condensado 31 465,446 71640,000

TABLA No. 7 REQUERIMIENTO DE MATERIALES AL MES

4.2.3 Material de EmpaqueEl aceite del café se comercializará en toneles metálicos con recubrimiento especial (fosfatisado) con capacidad para 55 galones.

DIAGRAMA No. 1

MATERIAS PRIMAS PROCESO PRODUCTOS

Pulpa Húmeda Secado Desperdicioa despedicio

Agua 19,684.00Materia orgánica 4428.90Aceite 492.10%humedad 80

Agua 984.00Materia orgánica 4428.90Aceite 492.10% humedad 10

Agua 18700

Molino Desperdicioa despedicio

Agua 984.00Materia orgánica 4428.00Aceite 492.10

Materia orgánica 0.90

Solvente Extracción Decantacióna destilación 2

Hexano 10,882 Agua 984.00Materia orgánica 4428.00Aceite 492.10

Agua 9349.9 Hexano 3265Aceite 2.10

Condensado Materia OrgánicaA compostajeVapor de Agua 9842 Pulpa sin aceite

4428.00Agua 492.10

Destilación SolventeA Tanque

Hexano 10558.4Aceite 490.00

Hexano 10558.4

Llenado de tonelesAceite 490.00

DIAGRAMA DE FLUJO DE BALANCE DE MATERIALESPROCESO DE EXTRACCIÓN DE ACEITE DE LA PULPA DEL CAFÉ

RECOLECCIÓN

A ALMACENAJE

BASE: Kg/h

DIAGRAMA DE BLOQUESPROCESO DE EXTRACCIÓN DE ACEITE CONTENIDO EN LA PULPA DEL CAFÉ

PULPA DE CAFÉ

SECADOLLEVARLO A PESO CONSTANTE = 60 hrs.

REDUCCIÓN DE PARTICULA

MOLINO DE MARTILLOS, MALLA +20/+40 = 1 hrs.

EXTRACCIÓNCON

SOLVENTE (C6H14)SOLVENTE

(HEXANO)

TC6H6= 55º C = 2 hrs.

TINAS DE

EXTRACCIÓNCONDENSADO

(agua)

= 0.25 h

DECANTACIÓN = 0.5 hrs.

DESTILACIÓN = 1 hrs.

COMPOSTAJE

PULPA SIN ACEITE

EMPAQUEBODEGA

PRODUCTOTERMINADO

4.2.4 Análisis del Proceso de Extracción:

Luego de recolectar la pulpa se deberá proceder a:

SECADOEs una Operación Unitaria que consiste en la separación total o parcial del líquido volátil que contiene un cuerpo no volátil. Aunque la sustancia que se va a desecar puede ser sólida, líquida o gaseosa y el líquido volátil cualquiera, el caso más común es el secado de sólidos que contienen agua en forma de humedad. En general, el secado de sólidos consiste en separar pequeñas cantidades de agua u otro líquido de un material sólido con el fin de reducir el contenido de líquido residual hasta un valor aceptablemente bajo. El agua u otros líquidos pueden separarse de sólidos mecánicamente mediante prensas o centrífugas, o bien térmicamente mediante evaporación. Eliminar líquidos por métodos mecánicos es más barato que por métodos térmicos, y por esta razón es aconsejable reducir el contenido de líquido en lo posible antes de operar en secadero térmico. El contenido de líquido de una sustancia seca varía de un producto a otro. Ocasionalmente el producto no contiene líquido y recibe el nombre de totalmente seco, pero lo más frecuente es que el producto contenga algo de líquido. El producto que se seca puede soportar temperaturas elevadas o bien requiere un tratamiento suave a temperatura bajas o moderadas. Esto da lugar a que en el mercado exista un gran número de tipos de secaderos comerciales. Las diferencias residen fundamentalmente en la forma en que se mueven los sólidos a través de la zona de secado y en la forma en la que se transmite calor.No existe una forma sencilla de clasificar el equipo de secado. Algunos secaderos son continuos mientras que otros operan por cargas; unos mantienen agitado el sólido y otros no. Para reducir la temperatura de secado puede operarse a vacío. Existen secaderos

que pueden operar con cualquier tipo de material mientras que otros presentan limitaciones en la alimentación.Los equipos de secado pueden clasificarse en:

1. Secaderos en los que el sólido se encuentra directamente expuesto a un gas caliente (generalmente aire).

2. Secaderos en los que el calor es transmitido al sólido desde un medio externo tal como vapor de agua condensante, generalmente a través de una superficie metálica con la que el sólido está en contacto.

Los secaderos que exponen lo sólidos a un gas caliente se llaman Adiabáticos o Secaderos Directos; aquellos en los que el calor es transmitido desde un medio externo reciben el nombre de no adiabáticos o secaderos indirectos. Los secaderos calentados por energía radiante, dieléctrica o de microondas, también son no adiabáticos. Algunas unidades combinan el secado adiabático y no adiabático y se denominan secados directos-indirectos.

Para este propósito se recomienda la combinación de Secado Solar y un Secador Rotatorio para aumentar la eficiencia del mismo. El secado al sol consiste en:

1. Extender la pulpa en un patio, cuya superficie será 335 m2.2. Colocarla sobre un plástico para facilitar su manejo.3. Formar una capa de 5 centímetros 4. Se mezcla y voltea a mano, cada 2 horas para evitar el sobresecado5. Luego de 40 hrs. en este tipo de secado puede pasar al secador rotatorio

TABLA No. 8 PROCEDIMIENTO DE SECADO SOLAREl secador rotatorio, consiste en una carcasa cilíndrica giratoria, dispuesta horizontalmente o ligeramente inclinada (15° aprox.) hacia

la descarga. Al girar la carcasa, unas pestañas levantan los sólidos para caer después en forma de lluvia a través del interior de la carcasa. La alimentación entra por un extremo del cilindro y a contracorriente se pone en contacto con los gases calientes para la remoción de la humedad, el producto seco descarga por el otro extremo.

MOLIENDAEs la Operación Unitaria que consiste en la reducción del tamaño de las partículas a manejar, es decir, que las partículas de sólidos se pueden cortar o romper en piezas más pequeñas. En los procesos industriales la reducción de tamaño de sólidos se lleva a cabo por distintos métodos y con fines diferentes. Los sólidos pueden romperse de muy diferentes formas, pero solamente cuatro de ellas se utilizan habitualmente en los equipos de reducción de tamaño:

Compresión Impacto Frotación o Rozamiento Corte

El objetivo de la trituración y molienda es producir pequeñas partículas a partir de otras más grandes. Las partículas más pequeñas son deseables por su gran superficie o bien por su forma, tamaño y número. Una medida de la eficacia de la operación se basa en la energía que se requiere para crear nueva superficie, pues el área superficial de una unidad de masa de partículas aumenta mucho cuando las partículas disminuyen de tamaño.El equipo para la reducción de tamaño se divide en:

Quebrantadores Molinos Molinos de Ultrafinos Máquinas de Corte.

Los quebrantadores realizan el trabajo pesado de romper grandes piezas de sólidos en pequeños trozos. Los molinos reducen el producto del quebrantador hasta formar un polvo. Un molino ultrafino acepta como alimentación partículas no superiores de ¼ pulg (6 mm) y genera un producto con un tamaño típico de 1 a 50 m. Las cortadoras producen partículas de forma y tamaño definidos, con una longitud de 2 a 10 mm. (Ver Anexo 3)La compresión es la acción característica de los quebrantadores. Los molinos utilizan impacto y frotación, a veces combinadas con compresión; los molinos de ultrafinos operan principalmente por frotación. El corte es, por supuesto, la acción característica de las máquinas cortadoras.

Para este estudio se recomienda utilizar un Molino de martillos utilizando Malla +20/ -40 (Escala Estándar TYLER). Este tipo de molino contienen un rotor que gira a alta velocidad en el interior de una carcasa cilíndrica. El eje generalmente es horizontal. La alimentación entra por la parte superior de la carcasa, se trocea y cae a través de una abertura situada en el fondo. Los molinos de martillos pueden tratar casi cualquier producto: sólidos fibrosos como cortezas o cuero, virutas de acero, pastas blandas y húmedas, arcilla plástica o una roca dura. Tanto la capacidad como el consumo de energía de un molino de martillos varían mucho con la naturaleza de la alimentación y no se pueden estimar con confianza a partir de consideraciones teóricas, sino que es preferible obtener estos valores a partir de la información publicada o todavía mejor a partir de ensayos a pequeña o gran escala realizados en el molino con una muestra real del material a tratar.

EXTRACCIÓN SÓLIDO-LÍQUIDOOperación Unitaria que consiste en tratar un sólido que está formado por dos o más sustancias, con un disolvente que disuelve preferentemente uno de los sólidos, llamados soluto. Recibe también

el nombre de lixiviación, cuando se trata de disolver y extraer sustancias inorgánicas. (Ver página 15, Métodos de Extracción)

El proceso de extracción seleccionado es el de Batería de Tinas Extractoras y se aplicara el disolvente por medio del Método de Precolación con riego. Se recomienda utilizar el disolvente Hexano porque cumplió con las características antes mencionadas(Ver página 22, Disolventes), el hexano se alimentará a una temperatura de 55º C y el tiempo de extracción o de contacto solvente-pulpa es de 2 horas.

DECANTACIÓNEs la Operación Unitaria en la cual se separa una mezcla de líquidos inmiscibles, aprovechando las diferencias de densidades. Por la parte inferior del tanque sale el líquido más denso. Manteniéndose en el recipiente el mas liguero, mismo que puede conducirse al proceso mediante la misma descarga pero con arreglo de válvulas para su continuidad en el proceso. Se recomienda utilizar un tanque decantador luego que se ha lavado la pulpa con el condensado a fin de remover el poco disolvente que pudo quedar impregnado en la pulpa. Ya en el decantador el agua de lavado se desecha y el solvente recuperado pasa al destilador.

DESTILACIÓNEs la Operación Unitaria que mediante transferencia de masa sustentada en su propiedad fisicoquímica del punto de ebullición se genera la separación de dos o más líquidos. Los vapores obtenidos en este caso se recuperan como producto deseable y son condensados. Los vapores condensados son más ricos en el líquido o los líquidos más volátiles, mientras que los fondos o líquidos remanentes, son más ricos en las sustancias menos volátiles.La destilación puede llevarse a cabo según dos métodos principales. El primer método se basa en la producción de vapor mediante la ebullición de la mezcla líquida que se desea separar y condensación

de los vapores sin permitir que el líquido retorne al calderín. Es decir, no hay reflujo. El segundo método se basa en el retorno de una parte del condensado a la columna, en unas condiciones tales que el líquido que retorna se pone en íntimo contacto con los vapores que ascienden hacia el condensador. Cualquiera de los dos métodos puede realizarse de forma continua o por cargas.

REHERVIDORFuente primordial de suministro de calor para la mayoría de las columnas de destilación. Un rehervidor es un intercambiador de calor diseñado para suministrar suficiente calor y permitir una fácil separación de acuerdo con los puntos de ebullición de los componentes alimentados en la columna, las condiciones de operación en la torre de destilación, proporciona que una fase vapor permanezca en la zona de rectificación de la columna para ser separada en fase vapor del sistema, esta fase vapor se condensa y parte de ella es retornada a la columna como corriente de re flujo para enriquecer la zona de rectificación con el solvente a recuperar, y así provocar bajar el perfil de la fase liquida mas al fondo de la columna para evitar arrastres de aceite. los vapores que al ponerse en contacto con el líquido que baja por la columna dará origen a la rectificación

CONDENSADORESLos dispositivos especiales de transmisión de calor utilizados para licuar vapores eliminando su calor latente de condensación. El condensador de superficie es un cambiador de calor corriente de haz tubular, en el que suelen intercalar mamparas por la parte externa de los tubos para distribuir mejor el vapor y hacerle seguir una trayectoria en zigzag. Los gases no condensables se sacan por un punto cualquiera bien refrigerado. Cuando se trata de condensadores de gran tamaño, o cuando es pequeña la diferencia entre las temperaturas de saturación y el agua de enfriamiento, se emplean

dispositivos especiales para que el condensado salga a una temperatura cercana a la del agua. Si se trabaja al vacío el condensado se saca con una bomba.Se recomienda el condensador de Carcasa y tubos.

4.2.5 Equipo

EQUIPO CANTIDAD

CARACTERÍSTICAS

Secador Rotatorio 1 D: 1.15 mH: 11 metros

Coraza de acero al carbónInterior con cadenas y deflectores

Molino de martillos 1 Malla: +20 / -40Capacidad: 1,200 kg/h

Motor: 25 HPElevador de Cangilones 1 Altura: 6 m

Motor: ½ HPTanque del Solvente 3 D: 5 m

h: 7.5 mv : 105 m3

material: acero al carbón Tanques de Extracción 6 r: 1.5 m

h: 1.8 mv : 93 m3

material: acero al carbónTanque Decantador 1 D: 3 m

h: 5 mv : 25 m3

material: acero al carbónColumna de destilación 1 D = 1.5 m

h=7.5 mPlatos sieve: 15, espaciados 0.40-0.50 m

Oricificio: 5 fondo 5/810 alim-domo ¼

Arreglo: Pitch triangularBajantes entre platos, 2 in.

material: acero al Carbo aislado Tanque recuperación

Solvente1 D: 3 m

h: 4 mv : 80 m3

material: acero al carbónTanque recuperación Aceite 1 D: 1.5 m

h: 2 mv : 10 m3

material: acero al carbónRehervidor 1 Tipo: Coraza y tubos

Superficie: 120 mt2Material: Acero al carbón aislado

Condensador 1 Tipo: Coraza y tubosSuperficie: 120 mt2

Material: Acero al carbón sin aislanteBomba Centrífuga 1 Capacidad = 50 GPM

Motor: 1 HPTipo: Centrífuga

Material: acero al carbón.Válvulas 2 Tipo: De bola (de paso)

Material acero al carbón.Tanque de Producto

Terminado2 Tipo: Vertical

Capacidad: 145 m3

Material: acero al carbón dotado de válvula presión vacío en el domo.

Montacargas 1 Capacidad: 1 toneladaCaldera 1 300 caballos, vapor de # 75

TABLA No. 9 SELECCIÓN DEL EQUIPO

4.2.6Requerimientos de personal operativoEn este proceso se utiliza maquinaria con controles manuales por lo que los operarios que trabajaran en dicha planta serán responsables de manejar y controlar los diferentes equipos.

ACTIVIDAD EQUIPO RELACIONADO No. OPERARIO NO

ESPECIALIZADO

No. OPERARIO ESPECIALIZAD

O

Carga y Descarga de camiones

Ninguno. La carga y descarga se realizara manual

3

Transporte de Pulpa

Se realizara en camiones 1

Secado Combinación de secado solar y secador Rotatorio

2 1

Molienda Molino de martillos 1Extracción Bateria de Extracción 6Decantación Tanque de Decantación 1Destilación Columna de Destilación 1Condensados Rehervidor/Condensador 1Almacenamiento

Tanques de Almacenamientos/Empaque

3

Manejo de Pulpa sin Aceite para compostaje

Secado/ Mezclador para compostaje

3

TABLA No. 10 PERSONAL OPERATIVO

Nota: 2 operarios para el Secado Solar que también alimentaran esa misma pulpa al secador Rotatorio

4.2.7Estructura Organizacional

figura No. 6ESTRUCTURA ORGANIZACIONAL

El Gerente General es quien coordina las actividades de todos los departamentos y es el responsable de informar a los accionistas acerca de los resultados de dichas actividades.

El jefe de Ventas será el encargado de promocionar el producto, incrementar la cartera de clientes, así también de la facturación, coordinación de pedidos y manejo de la documentación de venta y exportación si algún cliente lo solicitara.

El jefe de Seguridad Industrial y Mantenimiento deberá garantizar que las normas de seguridad se cumplan y deberá ocuparse del mantenimiento del equipo y limpieza en la planta.

El jefe de Planta coordinara y planificara las actividades de producción, operación y logística.

El jefe financiero tendrá a su cargo todo lo relacionado con las finanzas y contabilidad de la planta (elaboración de planillas, elaboración de presupuesto por departamento, así como aprobar nuevas inversiones.)

4.2.8LOCALIZACIÓN DE LA PLANTA

Los departamentos en los que se produce café y por ende de pulpa de café son:

PRODUCCIÓN DE CAFÉ EN LA REPUBLICA DE GUATEMALAPOR DEPARTAMENTO EN QUINTALES ORO

EJERCICIOS CAFETEROS 2002-2003DEPARTAMENTO PRODUCCIÓN PORCENTAJEGuatemala 331,345.30 6.0235El Progreso 26,036.09 0.4733Sacatepequez 115,329.70 2.0966Chimaltenango 251,999.03 4.5811Escuintla 124,929.18 2.2711Santa Rosa 11218,336.82 22.1481Solola 152,625.75 2.7745Quetzaltenango 263,754.12 4.7948Suchitepequez 440,816.47 8.0136Retalhuleu 54,777.52 0.9958San Marcos 435,758.87 7.9217Huehuetenango 676,200.99 12.2926El Quiché 74,381.19 1.3522Baja Verapaz 12,886.44 0.2343Alta Verapaz 437,807.05 7.9589

Izabal 128.72 0.0024Zacapa 165,406.49 3.0069Chiquimula 265,973.89 4.8351Jalapa 255,629.54 4.6471Jutiapa 196,735.50 3.5764TOTALES 51500,858.66 100.0000

TABLA No. 11 PRODUCCIÓN DE CAFÉFUENTE: ANACAFÉ

Los lugares donde podría localizarle la planta son:

Escuintla Huehuetenango Alta Verapaz

Para la determinación óptima de la ubicación de plata se aplicó el Método Cualitativo por puntuación, el cual consistió en ponderar los factores que se consideran relevantes y así elegir el lugar que posea una puntuación máxima.

FACTOR RELEVANTE

PESO ESCUINTLA HUEHUETENANGO ALTA VERAPAZ

Puntos

Total Puntos Total Puntos

Total

Acceso a Servicios

0.25 9.5 2.38 7 1.75 6 1.50

Disponibilidad de Materia Prima

0.25 9.5 2.38 9 2.25 8 2.00

Acceso a Infraestructura Vial

0.15 9.0 1.35 8 1.20 8 1.20

Acceso a Clientes / Exportar

0.15 9.5 1.35 8 1.20 6 0.90

Disponibilidad de Mano de obra

0.10 9.0 0.90 9 0.90 8 0.80

Costo del Terreno

0.10 6.0 0.60 9 0.90 9 0.90

Totales 1 8.96 8.20 7.30

TABLA No. 12 UBICACIÓN DE LA PLANTA

Escuintla es el departamento que cuenta con una mayor cercanía a las principales zonas productoras del país, abarcaría el 52.17% de la

producción al tomar en cuenta la producción de los departamentos vecinos (Santa Rosa, Jalapa, Jutiapa, Chiquimula, Sacatepéquez, Suchitepéquez y Chimaltenango). Así también, su cercanía al puerto es una ventaja para la exportación a Latinoamérica u otro continente; por lo que se recomienda ubicar la planta en el departamento de Escuintla.

4.3 ESTUDIO ECONÓMICO-FINANCIERODebido a la inestabilidad del quetzal, se ha considerado basar el presente estudio en dólares americanos, por lo que la inflación y la devaluación del quetzal no afectarán el estudio. Al realizar el estudio el tipo de cambio vigente es $ 1.00 = Q7.95 (Junio, 2004)

4.3.1 Inversión Inicialque se compone de la siguiente forma:

INVERSIÓN INICIAL

Inversión Fija

TerrenosEdificiosMaquinaria y EquipoInstalacionesVehículos

Inversión Diferida Gastos de OrganizaciónImprevistos

4.3.1.1 Inversión FijaEsta asciende a $ 1 1042,031 detallado a continuación:

EQUIPO COSTO UNITARIO ($)

CANTIDAD TOTAL($)

Secador Rotatorio 24,000 1 22,000Molino de martillos 12,000 1 12,000

Elevador de Cangilones 7,000 1 7,000Tanque del Solvente 10,000 3 30,000

Tanques de Extracción 20,000 6 120,000Tanque Decantador 12,000 1 12,000

Columna de destilación 30,000 1 30,000Tanque recuperación

Solvente4,000 1 4,000

Tanque recuperación Aceite

7,500 1 7,500

Rehervidor 7,500 1 7,000

Condensador 5.500 1 5,500Bomba Centrífuga 4,000 1 4,000

Válvulas 1,000 6 6,000Tanque de

almacenamiento25,500 2 51,000

Montacargas 23,000 1 23,000Caldera 84,000 1 81,000

422,000EQUIPO DE LABORATORIO

Aparato Soxhlet 650 1 650Camisa de calentamiento 535 1 535

Balanza Analítica 4,000 1 3,000Cristalería varia 800 1 800

Polarímetro 6,500 1 5,000Refráctrometro 6,500 1 6,500

16,485438,485

TABLA NO. 13 INVERSIÓN DE MAQUINARIA Y EQUIPO

CONCEPTO MONTO ($)Terreno 80,000

Edficios/Infraestructura 272,000Maquinaria y Equipo 438,485

Instalaciones (30% Maq y Eq) 131,546Vehículos 100,000

Mobiliario y Equipo de oficina 20,000VALOR TOTAL DE LA INVERSIÓN 1 1042,031

TABLA No. 14 INVERSIÓN EN ACTIVOS FIJOS

4.3.1.2 Inversión Diferida

Ésta implica los gastos de organización de la empresa y un porcentaje que se asigna a imprevistos, esto es para cubrir cualquier gasto adicional que se había olvidado contemplar durante el desarrollo del proyecto; para este caso se asignó un porcentaje del 10% sobre el monto total de la inversión sin tomar en cuenta el valor del terreno.

CONCEPTO MONTO ($)Gastos de Organización 32,000

Imprevistos 96,203VALOR TOTAL DE LA INVERSIÓN DIFERIDA 128,203

TABLA NO. 15 INVERSIÓN DIFERIDA

La inversión inicial es de $ 11170,234

4.3.2 Costos de Operación

El costos de operación se conforma con los costos de fabricación, gastos de administración y ventas, los gastos por concepto de depreciación y amortización y el pago de impuestos.

4.3.2.1 Costos de FabricaciónUtilizando el Método de Costeo directo :

4.3.2.1.1. Costo Primo MATERIA PRIMA DIRECTA

MATERIA PRIMA REQ.DIARIO

REQ. MENSUAL

(Kg)

PRECIO DE COMPRA ($)

COSTO TOTAL MENSUAL ($)

COSTO TOTAL

ANUAL ($)PULPA DE CAFÉ

HÚMEDA78,723 11731,906 0 1 -------- -----------

HEXANO 261,847 51 760,630 3/ L 7,700 92,400COMPOSTAJE 0 0 0 0 0

TABLA No. 16 MATERIA PRIMA REQUERIDA

Nota:1 Actualmente la pulpa de café no tiene precio, por ser desperdicio en las fincas cafetaleras la regalan.

MANO DE OBRA DIRECTA

ACTIVIDAD No. SALARIO UNITARIO SALARIO

OPERARIO MENSUAL ($) TOTAL MENSUAL ($)

Carga y Descarga de camiones

3 135 405

Transporte de Pulpa 1 375 375Secado 3 190 570Molienda 1 190 190Extracción 6 190 1140Decantación 1 190 190Destilación 1 190 190Condensados 1 190 190Almacenamiento 3 150 450Manejo de Pulpa sin Aceite para compostaje

3 190 570

Salario MensualSalario Total Anual

4,27051,240

TABLA No. 17 MANO DE OBRA DIRECTA

MATERIAL DE EMPAQUEPRODUCTO REQ.DIARIO REQ. ANUAL PRECIO DE

COMPRA ($)COSTO TOTAL

DIARIO ($)

COSTO TOTAL

ANUAL ($)TONELES 47 10,000 $ 40/UNIDAD 1880 400,000

TABLA NO. 18 MATERIAL DE EMPAQUE

ELEMENTO POR COSTO TOTAL AÑO 1 ($)Materia Prima Directa 92,400Mano de Obra Directa 51,240Material de Empaque 400,000COSTO PRIMO DIRECTO 543,640

TABLA No. 19 COSTO PRIMO DIRECTO

4.3.2.1.2 Costos de Fabricación Variables

PRODUCTO REQ. ANUAL PRECIO DE COMPRA ($)

COSTO TOTAL ANUAL ($)

COMBUSTIBLE DIESEL

14, 500 gal 1.60/GAL/ 23,200

BUNKER 13,750 gal 0.65/GAL 8937ENERGÍA ELECTRICA 105,000 KW 0.12/KWH 12600COSTO TOTAL ANUAL 44,737

TABLA No. 20 COSTOS DE FABRICACIÓN VARIABLES

4.3.2.1.3 Costos de Fabricación Fijos

AÑOS 1 2 3 4 5

Sueldos y Prestaciones

$66,768 $68,437 $70,148 $71,902 $73,699

Gastos de Oficina

$3,000 $3,060 $3,121 $3,184 $3,247

Combustible $2,500 $2,550 $2,601 $2,653 $2,706Repuestos de Vehículos

$1,000 $1,000 $1,000 $1,000 $1,000

Varios $2,500 $2,500 $2,500 $2,500 $2,500Mantenimiento $12,575 $12,575 $12,575 $12,575 $12,575Seguros $9,431 $9,431 $9,431 $9,431 $9,431TOTAL $97,77

4$99,553 $101,376 $103,245 $105,158

TABLA No. 21 COSTOS INDIRECTOS DE FABRICACIÓN FIJOS

Los sueldos y prestaciones se aumentaran en un 2.5% para motivar a los trabajadores.Los Gastos de Oficina se aumentaran en tan solo 2%. Este mismo porcentaje se le asignó al uso de combustible.Los repuestos de vehículo y Varios no aumentaranEl gasto de mantenimiento aumentaran en un 2% y representa el valor total de la inversión en activos fijos (exceptuando el valor del terreno), mientras que Seguros representa el 1.5% del valor total de la inversión en activos fijos sin tomar en cuenta el valor del terreno.

4.3.2.1.4Costo Unitario

Por medio del costeo directo, se determinó el costo unitario, que se detalla a continuación

ELEMENTO POR COSTO TOTAL AÑO 1 ($)Materia Prima Directa 92,400Mano de Obra Directa 51,240Material de Empaque 400,000COSTO PRIMO DIRECTO 543,640

Combustible Diesel 23,200Bunker 8,937

Energía Electrica 12,600GASTOS INDIRECTO FAB. 44,737

COSTO DE FABRICACIÓN 588,377Cantidad Producto Terminado (lb) 41200,000COSTO UNITARIO ($/lb) 0.14

TABLA NO. 22 COSTO UNITARIO

4.3.2.2 Gastos de Administración y Ventas

AÑOS 1 2 3 4 5

Sueldos y Prestaciones101,040 $103,566 $106,155 $108,809 $111,529

Electricidad Oficina $9,550 $9,741 $9,936 $10,135 $10,338Teléfono / fax $3,000 $3,000 $3,000 $3,000 $3,000Papelería / gastos de Oficina

$3,700 $3,774 $3,849 $3,926 $4004

Varios $500 $500 $500 $500 $500Mantenimiento Oficina $400 $408 $416 $424 $432TOTAL $118,190 $120,98

9$123,85

6$126,79

4$129,80

3

TABLA NO. 23 GASTO DE ADMINISTRACIÓN

Se consideró un aumento del 2.5% anual para sueldos y prestaciones. Para los demás gastos se considero el aumento del 2% excepto para Varios que no se incrementa.

AÑOS 1 2 3 4 5

Sueldos y Prestaciones$31,680 $32,314 $32,960 $33,619 $34,291

Gastos de Ventas $68,540 $70,459 $72,432 $74,460 $76,545TOTAL $100,220 $102,77

3$105,39

2$108,07

9$110,83

6

TABLA NO. 24 GASTO DE VENTAS

4.3.2.3 Depreciación y Amortización

Empleando en Método de Línea Recta, la siguiente tabla muestraCONCEPTO INVERSIÓN No. AÑOS % DEPRECIACIÓN

ANUALDEPRECIACIÓN

Edificio / Infraestructura 272,000 20 5 $13,600Maquinaria y Equipo 438,485 10 10 $43,849Instalaciones 131,546 10 10 $13,155Vehículos 100,000 3.33 30 $30,000Mobiliario y Equipo 20,000 5 20 $4,000TOTAL $104,604

TABLA NO. 25 DEPRECIACIÓN ANUAL

La amortización se realizó en los siguientes activos intangibles:CONCEPTO INVERSIÓN No. AÑOS % AMORTIZACIÓN

ANUALAMORTIZACIÓN

Gastos de Organización 32,000 3.33 30 $9,600Imprevistos 96,203 10 10 $9,620TOTAL $19,220

TABLA NO. 26 AMORTIZACIÓN EN ACTIVOS INTANGIBLES

4.3.3 Capital de Trabajo

El significado contable del capital de trabajo es la diferencia entre el activo circulante y el pasivo circulante. Desde el punto de vista práctico es el capital adicional que se debe disponer para que empiece a funcionar la empresa:

Activos Circulantes: Caja y Bancos, Inventarios y Cuentas por Cobrar.Pasivo Circulante: es apropiado basarse en la tasa circulante: TC: AC/PC; para proyectos de evaluación se recomienda utilizar una tasa de 3.

Al inicio, para la adecuada operación de la planta, solamente se requiere tener la capacidad de financiar un mes de producción de inventarios, ya que si no se logran ventas durante este mes se detendrá la producción hasta el momento en que se comience a obtener ventas. Cómo existe baja posibilidad de que las primeras ventas ocurran hasta 3 meses después del inicio de la planta solamente. Se dispone con la capacidad de financiar 3 meses por concepto de gastos fijos

ELEMENTO DE COSTO AÑO No. 1 REQUERIDO CTCOSTO DE FAB. VARIABLE (1 MES) $588,377 $49,031COSTOS INDIRECTOS DE FAB FIJOS(3 MESES) $66,768 $16,692GASTOS DE OPERACIÓN ADMINISTRATIVOS (3 MESES) $118,190 $29,548

TABLA No. 27 CÁLCULO DEL REQUERIMIENTO DE CAPITAL DE TRABAJO (AÑO NO. 1)

AÑO 0 AÑO No.1 AÑO No.2 AÑO No. 3 AÑO No. 4 AÑO No. 5Caja Y Bancos 46,240 66,693 83,175 95,259 102,417 104,056Inventarios 49,031 70,330 87,706 100,738 108,899 111,605

TOTAL AC 95,271 137,023 170,881 195,997 211,316 215,661P. Circulante 31, 937 37,0654 46,416 58,282 73,621 92,847Capital de Trabajo

$63,514 $65,565 $67,689 $69,885 $72,157 $74,505

TABLA NO. 28 CÁLCULO DE ACTIVOS Y PASIVOS CIRCULANTES

La rotación de inventarios es aproximadamente de 12 veces al año.

4.3.4 Precio UnitarioPara determinar el precio unitario del aceite de la pulpa de café, se tomó como base el precio que se está manejando actualmente en el mercado nacional, el cual se encuentra entre $1.20 – 1.40/lb. Se decidió manejar un precio entre el 10-15% por debajo del precio del mercado para el primer año, posteriormente se incrementara pero la política es mantener el precio por debajo del precio del mercado (por lo menos un 3%). El precio para el primer año del aceite de la pulpa de café es de $1.05/lb

4.3.5 Ingresos por Ventas

AÑO No.1 AÑO No.2 AÑO No. 3 AÑO No. 4 AÑO No. 5Cantidad de aceite (lb) 41200,000 41768,598 41911656 51059,006 51210,776Precio Unitario ($/lb) 1.05 1.25 1.25 1.25 1.25Ventas Totales aceite ($) 41410,000 51960,747 61139,570 61323,757 61513,470Comisión sobre Ventas 1% (44,100) (59,607) (61,396) (63,238) (65,135)Ingreso sobre Ventas 41365,900 51901,140 61078,174 61260,519 61448,335

TABLA NO. 29 INGRESO POR VENTAS

4.3.6Punto de EquilibrioEl punto de equilibrio es el nivel de producción en el que son exactamente iguales los beneficios por ventas a la suma de los costos fijos y variables. Este cálculo permite conocer el punto mínimo de producción en el que se debe operar para no incurrir en pérdidas. Ésta no es una técnica para evaluar la rentabilidad de una inversión; se puede calcular de la siguiente manera:Punto de Equilibrio (lb) = Costos Fijos Totales = 1 CF 1

Precio de Venta –Costos Variables (PV – CV)

Punto de Equilibrio ($) = Costos Fijos Totales = 1 CF 1 Margen de Utilidad Bruta 1 - (CV /PV)

Gastos Indirectos de Fab. Fijos $97,774Gastos Administrativos $118,190Gastos de Ventas $100,220

Depreciación $104,604Amortización $19,220Gastos Fijos Totales $440,008

TABLA NO. 30 GASTOS FIJOS TOTALES

Punto de Equilibrio (lb) = $440,008 = 483,525 lb $1.05/lb – $ 0.14/lb

Punto de Equilibrio ($) = $ 440,008 = $ 507,772 1 – ($ 0.14/lb/ $1.05/lb)

Para cubrir los costos operativos en el primer año, la empresa deberá producir 483,525 lb, venderlas a $1.05/lb para obtener un ingreso de $ 507,772

4.3.7Tasa Mínima Atractiva de Retorno

Esta es la tasa mínima a la que están dispuestos a invertir en el proyecto los inversionistas. Se calcula de la siguiente forma:

TMAR= % deuda + Costo de la deuda +Capital Contable + Tasa de rendimiento requerida por los accionistas.

TMAR = wt * Kdt + ws * Ks

Al considerar el costo de capital y la disponibilidad de efectivo por parte de los accionistas, aproximadamente el 45% será financiado con $ 560,000

FUENTE CAPITAL %Deuda a Largo Plazo 560,000 45.39

Capital Social 673,748 54.61TOTAL 11233,748 100.00

TABLA NO. 31 ESTRUCTURA DE CAPITAL

La deuda se amortizara en cuotas iguales cada año, durante 5 años. La tasa activa promedio es de 12%

AÑO 0 AÑO No.1 AÑO No.2 AÑO No. 3 AÑO No. 4 AÑO No. 5DEUDA 560,000SALDO DESPUÉS PAGO

560,000 471,850.55

373,123.166 262,548.4959

138,704.8654

0

CAPITAL 88,149.45 98,727.384 110,574.67 123,843.63 138,704.8654

INTERESES 67,200 56,662.066 44,774.779 31,505.8195 16,644.58ANUALIDAD 155,349.4

5155,349.4

5155,349.45 155,349.45 155,349.45 155,349.45

TABLA NO. 32 AMORTIZACIÓN DE LA DEUDA

Por lo que:

wt = 0.4539Kdt = tasa activa promedio del préstamo * (1 - ISR) = 0.12(1 – 0.31) = 0.0828 ws = 0.5461Ks = Tasa libre de riesgo del país (Guatemala) + (riesgo promedio de las empresas – riesgo del entorno) = 0.08 + (0.12 - 0.0427) = 0.1573

La TMAR es de 12.35%

4.3.8Estado De Resultados ProyectadoAÑO 1 2 3 4 5

Ventas 4,908,832 6,019,163 6,119,737 6,385,729 6,577,302Costos comisiones ventas 49,088 60,192 61,197 63,857 65,773Costos ventas 600,145 612,147 624,390 636,878 649,616Utilidad Bruta 4259598.68 5346824.37 5434149.63 5684993.71 5861912.98Gastos fijos Producción 99,338 100,927 102,542 104,183 105,850Gastos Admnistrativos 120,436 122,724 125,056 127,432 129,853Depreciación 104,604 104,604 104,604 104,604 104,604Gastos de Ventas 102,776 105,397 108,085 110,841 113,667Amortización 19,220 19,220 19,220 19,220 19,220Utilidad antes intereses impuestos 3,813,224.7 4893952.37 4974642.63 5218713.71 5388718.98Gastos Financieros 67,200 56,662.07 44,774.78 31,505.82 16,644.58Utilidad antes de impuestos 3746024.68 4837290.30 4929867.85 5187207.89 5372074.40ISR 1,161,268 1,499,560 1,528,259 1,608,034 1,665,343

Utilidad Neta 2584757.0293337730.31

0 3401608.817 3579173.444 3706731.336Dividendos (100%) 2584757.029 3337730.310 3401608.817 3579173.444 3706731.336Utilidad Retenida 0 0 0 0 0

TABLA NO. 33 ESTADO DE RESULTADO PROYECTADO

4.3.9Balance General Proyectado

AÑO 0 1 2 3 4 5ACTIVO CIRCULANTECAJA Y BANCOS 46,240 66,693 83,175 95,259 102,417 104,056INVENTARIOS 49,031 70,330 87,706 100,738 108,899 111,605TOTAL AC 95,271 137,023 170,881 195,997 211,316 215,661

ACTIVO FIJOTERRENO 80,000 80,000 80,000 80,000 80,000 80,000EDIFICIO/INFRA 272,000 272,000 272,000 272,000 272,000 272,000MAQ. EQUIPO DE PRODUCCIÓN

438,485 438,485 438,485 438,485 438,485 438,485

INSTALACIONES 131,546 131,546 131,546 131,546 131,546 131,546VEHÍCULOS 100,000 100,000 100,000 100,000 100,000 100,000MOBILIARIO Y EQUIPO DE OFICINA

20,000 20,000 20,000 20,000 20,000 20,000

DEPRECIACIÓN ACUMULADA

(104,604) (209,208) (313,812) (418,416) (523,020)

TOTAL AF 11042,031 937,427 832,823 728,219 623,615 519,011

ACTIVO DIFERIDOGASTOS DE ORGANIZACIÓN 32,000 32,000 32,000 32,000 32,000 32,000IMPREVISTOS 96,023 96,023 96,023 96,023 96,023 96,023AMORTIZACIÓN ACUMULADA

0 (19,220) (38,440) (57,660) (76,880) (96,100)

TOTAL AD 128,023 108,803 89,583 70,363 51,143 31,923

TOTAL ACTIVO 11265,325

11183,253

11093,287

994,579 886,074 766,595

PASIVOCIRCULANTE 31, 937 37,0654 46,416 58,282 73,621 92,847

PASIVO FIJO PRESTAMO 560,000 471,851 373,123 262,549 138,705 0

TOTAL PASIVO 591,757 509,505 419,539 320,831 212,326 92,847

CAPITAL CAPITAL SOCIAL 673,748 673,748 673,748 673,748 673,748 673,748

PASIVO + CAPITAL 11265,325

11183,253

11093,287

994,579 886,074 766,595

TABLA NO. 34 BALANCE GENERAL PROYECTADO

FLUJO DE EFECTIVO

0 1 2 3 4 5

INVERSIÓN EN ACTIVOS FIJOS -1,042,031 0 0 0 0 0INVERSIÓN EN ACTIVOS

DIFERIDOS -128,203          

CAPITAL DE TRABAJO NETO -63,514          RECIBO DEL PRINCIPAL DEL

PRESTAMO 560,000          

UTILIDADES DEL PERÍODO 0 2584757.0293337730.31

0 3401608.817 3579173.444 3706731.336

AMORTIZACIONES DIFERIDOS 019,220 19,220 19,220 19,220 19,220

AMORTIZACIÓN PRESTAMO 0-88,149.45 -98,727.38 -110,574.67 -123,843.63 -138,704.87

DEPRECIACIÓN 0 104604.00 104604.00 104604.00 104604.00 104604.00

FLUJO DE EFECTIVO OPERATIVO   2620431.58 3362826.93 3414858.15 3579153.81 3691850.47

             

FLUJO DE EFECTIVO TERMINAL            

RENDIMIENTO DE CTN 0 0 0 0 0 63514.00

VALOR DE SALVAMENTO 0 0.00 0.00 0.00 0.00 483020.00

FLUJO DE EFECTIVO -673748.000 2620431.5793362826.92

6 3414858.147 3579153.814 4238384.471

TIR PROYECTO 5 AÑOS 410.9409%

4,238,3843,579,154 3,414,858

3,362,827

2,620,432

0 1 2 3 4 5

673,748

DIAGRAMA DE FLUJO DE EFECTIVO

TIEMPO DE RECUPERACIÓN DE LA INVERSIÓN: 0.257 años 3 meses

MARCO VDISCUSIÓN DE RESULTADOS

Se observa que el rendimiento óptimo depende en gran medida a que la pulpa sea fresca, esto significa que se asegura que no haya perdido una gran cantidad de aceite; también que se trabaje la pulpa en base seca y que se reduzca su tamaño para tener una mayor área de contacto entre la pulpa y el disolvente, con el fin de obtener resultados eficientes.

Para facilitar el manejo de la muestra, es necesario que se seque por medio de un horno hasta alcanzar peso constante, el porcentaje de humedad de la pulpa de café es del 12%

Para la reducción del tamaño de partícula, se recomienda utilizar un molino de martillos, al evaluar distintos tamaños de malla, se optimiza la extracción al utilizar partículas cuyo tamaño se encuentre entre la malla -20 y la malla +40.

La naturaleza del disolvente es otro factor muy importante pues debe presentar una alta selectividad, en este estudio se utilizó hexano, pues para este tipo de extracción fue el más eficiente y por

ser un aceite aplicado a la industria de pinturas no existe problema si se encuentran trazas en el producto final.

En lo que respecta al tiempo de extracción, se evaluaron diferentes tiempos de digestión, con el objeto de optimizar el tiempo de residencia, siendo dos horas de extracción del aceite utilizando el aparato Soxhlet y Hexano como disolvente, aproximadamente, para la separación del aceite del disolvente se necesita una hora, por lo que el tiempo de extracción del aceite es de tres horas.

El tiempo anterior, se calculo por medio de las corridas a nivel laboratorio, lo cual es importante para calcular el tiempo necesario a nivel industrial aunque para este nivel, el tiempo de extracción también dependerá del solvente, el equipo y mantenimiento que se le brinde al mismo.

En cuanto a las propiedades observadas en el aceite extraído cabe mencionar el olor característico, el cual necesita de una buena recuperación del solvente para eliminar el leve olor a disolvente que podría presentar el aceite.

El color es ligeramente amarillo, y al momento de recuperar el aceite del solvente se debe controlar la temperatura de calentamiento para evitar quemar la grasa. El hecho de utilizar el aparato Soxhlet ayuda a que se obtenga un aceite cuya apariencia es de un líquido casi transparente, pues la muestra se encuentra dentro de un cartucho de papel filtro, lo cual permite que el solvente arrastre el aceite sin llevar partículas de pulpa que aparte de tapar el sifón colaboraría a la obtención de un aceite turbio.

El color de la muestra puede variar al oxidarse con el aire los ácidos grasos a un color oscuro similar al café. Para evitarlo puede

almacenarse con atmósfera controlada y evaluar el uso de un antioxidante.

Por el método de extracción desarrollado y evaluado para este propósito de extracción de aceite fue el Soxhlet, mediante el cual se obtuvo un porcentaje de aceite repetitivo del diez por ciento en peso, lo que hace pensar que la eficiencia de extracción es superior al 99% pues en la literatura se encontró que la pulpa de café tiene entre el diez y doce por ciento de aceite.

MARCO VICONCLUSIONES

Para la extracción del aceite contenido en la pulpa de café es más eficiente utilizar el método de extracción con disolvente, utilizando el aparato Soxhlet.

El hexano puede utilizarse como disolvente para la extracción del aceite contenido en la pulpa del café.

Afecta la cantidad de aceite extraído, el manejo de la pulpa, la frescura de la misma, tamaño de partícula y método de secado.

El color (característica organoléptica) observado en el aceite extraído se encuentra dentro de un rango indicado.

El tiempo óptimo de extracción del aceite es de dos horas.

ESTUDIO DE MERCADO, TÉCNICO Y ECONÓMICO

Existe un mercado potencial para el aceite contenido en la pulpa del café, puesto que se considera el aumento de la demanda en la industria de las pinturas.

El Aceite ingresará al mercado con un precio de $1.05/lb para el primer año, y se espera manejar un precio de $1.25/lb para los siguientes años.

La planta manejará 11 905,088 kilogramos de Aceite anualmente.

La planta se ubicará en Escuintla, por su cercanía a la materia prima, el acceso a los servicios, embarque y por ser un sector fuertemente industrializado.

El proyecto resulta rentable, pues la tasa interna de retorno del proyecto es de 410.94%, siendo ésta superior a la tasa mínima atractiva de retorno.

MARCO VIIRECOMENDACIONES

Es importante que a nivel industrial se realicen análisis para optimizar la relación entre el soluto y el disolvente así como el tiempo de extracción al utilizar este método.

Se recomienda estudiar el uso de los residuos de la pulpa después de la extracción es decir, la pulpa de café sin aceite, para su aprovechamiento como fertilizante, efectuando un compostaje enriquecido con macronutrientes (N, P, K, Ca, Mg) y micronutrientes (Cu, Fe, Mn, Zn), según sea el caso.

Fomentar que las instituciones involucradas, brinden apoyo económico al proyecto, pues este proyecto beneficiaria tanto a los productores de café como al sector industrial.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS1. Anzueto, F. (Marzo,1985) “Mejoramiento genético y variedades de café”, Revista Cafetalera, Anacafé. Guatemala.

2. Braham, J. y Bressani, R., (1978), “Pulpa de café; composición, tecnología y utilización”. INCAP. Guatemala.

3. Guajardo, G., (2002), “Contabilidad Financiera”, ( 3ª. Edición), McGraw-Hill, México.

4. Hein, M., (1992), “Química”, Grupo Editorial Iberoamérica S.A., impreso en Colombia.

5. Leiva, J. (1988), “Evaluación del degradador enzimático de rastrojos en la descomposición de la pulpa del café.” Tesis Ing. Agr. Universidad San Carlos de Guatemala, Facultad de Agronomía, Guatemala.

6. McCabe, W.; Smith, J.; y Harriot, P., (1996), “ Operaciones Unitarias de Ingeniería Química” (4ta. Edición), McGraw-Hill, México.

7. Orellana, J. (1994), “Conversión de la pulpa del fruto del café en abono orgánico, por medio de diferentes procesos”, Tesis Ing. Agr.

Universidad Rafael Landívar, Facultad de Ciencias Agrícolas y Ambientales, Guatemala.

8. Perry, R. y Green, D., (1997) “Manual del Ingeniero Químico”( 7ª. Edición), II tomos, McGraw-Hill.

9. Porres, C.; Rodas, C.; y Calzada, J. F.; (1987) “Utilización Integral de los subproductos del café”, Memoria del Tercer Simposio Internacional, ANACAFE, ICAITI, Guatemala.

10. Rodas, C. (1990), “Contaminación de ríos por subproductos del beneficiado” Revista Cafetalera, Guatemala No. 312:23-26

11. Treybal, R., (1988), “Operaciones de Transferencia de Masa”, (2ª, Edición), McGraw-Hill, México.

12. Valiente, A. (1999) “Diccionario de Ingeniería Química”, Addison Wasley Longman, México.

13. Wade, L. (1993) “Química Orgánica”, (2a. Edición), Prentice-Hall Hispanoamericana, S.A., México.

SITIOS EN INTERNET

Asociación Nacional del Café, ANACAFE www.anacafe.org.gt

OTROS SITIOS CONSULTADOSAsociación Gremial de Exportadores de Productos no Tradicionales www.agexpront.org.gtSuperintendencia de Administración Tributaria www.sat.gob.gtMinisterio de Economía www.mineco.gob.gtExtract S.A. www.cardamomoil.com

ANEXOSANEXO No. 1

DIAGRAMA DE FLUJO

TRITURAR LA MUESTRA Y SECARLA HASTA PESO CONSTANTE Y PESAR 2 g

DE MUESTRA

VERTER EL SOLVENTE Y AGREGAR HASTA QUE TAPE LA MUESTRA, EMPEZAR LA

EXTRACCIÓN POR 2 HRS.

COLOCAR LA MUESTRA DENTRO DE PAPEL FILTRO Y LUEGO PONERLO EN LA

CAMARA DE EXTRACCIÓN

RECUPERAR EL SOLVENTE, DEJAR ENFRIAR EL BALÓN.

EVAPORAR EL DISOLVENTE PARA RECUPERAR EL ACEITE

ANEXO No. 2

PRODUCCIÓN ANUAL DE PINTURAS EN GUATEMALA (Kg)

AÑO 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001PINTURA DE ACEITE

81730,819 111354,697 101927,678 131631,633 141217,034 131766,084

141502,904

LACA PARA AUTOS

541,393 616,986 11204,581 11345,177 11433,294 11400,248 11654,864

BARNICES 662,816 654,793 682,225 751,721 761,786 721,035 732,647TOTAL BASE ACEITE

91935,028 121626,476 121814,484 151728,531 161412,114 151889,367

161890415

Tabla No. 36 PRODUCCIÓN DE PINTURAS EN GUATEMALA

PRONOSTICO DE LA DEMANDAAÑO 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

PINTURA DE ACEITE

171752,408.264

181256,837.616

181987,715.718

19,122,678

19,894,265

20,234,589

20,789,215

Tabla No. 37 PRONOSTICO DE LA DEMANDA

LUEGO DE EVAPORA EL DISOLVENTE, DEJAR ENFRIAR EL BALÓN CON EL ACEITE.

PESAR EL BALÓN PARA CONOCER LA CANTIDAD DE ACEITE EXTRAÍDO.

ANEXO No. 3 TAMAÑO DE PARTÍCULA DE LA PULPA DE CAFÉ:

MALLAS ABERTURA (mm)

Xi Dpi %

+10 2.000 0.01577 ---- 1.577 +16 1.180 0.23659 1.5900 23.66+ 20 0.850 0.23659 1.0150 23.66+ 40 0.425 0.28707 0.6375 28.71+ 50 0.300 0.06940 0.3625 6.940+ 80 0.180 0.07886 0.2400 7.89

Tapadera ----- 0.07571 0.0900 7.57

Tabla No. 38 TAMAÑO DE PARTÍCULA

Diámetro Medio Volumen – Superficie Ds n

Ds = 1 / (xi/Dpi) (McCabe, Smith y Harriot, 1996) i =1

Ds = 0.4559 mm

El 25.23 % de la muestra se encuentra entre las mallas -10 y +16, el 52.37% de la muestra se encuentra entre las mallas –20 y +40 , mientras que el 24% restante se encuentra entre –40 y +100.

figura No. 7TAMAÑO ORIGINAL DE LA PULPA DE CAFÉ

LABORATORIOS DE QUÍMICA URL

figura No. 8REDUCCIÓN EN EL TAMAÑO DE PARTÍCULA

LABORATORIOS DE QUÍMICA URL

ANEXO No. 4

Especificaciones del Disolvente:

figura No. 9DISOLVENTE: HEXANO

HEXANO CH3(CH2)4CH3

PESO FORMULA 86.17 gGRAVEDAD ESPECIFICA 0.659 20/4

PUNTO DE FUSIÓN - 94º CPUNTO DE EBULLICIÓN 69º CSOLUBILIDAD Agua : 0.014 15

Alcohol: 5023

Éter: APARIENCIA Ligeramente incoloro.TOXICIDAD Muy inflamable, nocivo por

inhalación y contacto con la piel. Posibilidad de efectos irreversibles. Tener el recipiente en sitio ventilado. Mantener lejos de fuentes de ignición. No fumar. Evitar respirar los vapores

Tabla No. PROPIEDADES DEL HEXANO

ANEXO No. 5

GASTO POR CONCEPTO DE SUELDO Y PRESTACIONES

MANO DE OBRA DIRECTAACTIVIDAD No.

OPERARIOSALARIO UNITARIO MENSUAL

($)

SALARIO TOTAL

MENSUAL ($)

TOTAL PLANILLA MENSUAL (41.16%)

TOTAL PLANILLA

ANUAL

TOTAL ANUAL

Carga y Descarga de camiones

3 135 405 572 4860 6864

Transporte de Pulpa

1 375 375 529 4500 6352

Secado 3 190 570 805 6840 9660Molienda 1 190 190 268 2280 3216Extracción 6 190 1140 1609 13680 19308Decantación 1 190 190 268 2280 3216Destilación 1 190 190 268 2280 3216Condensados 1 190 190 268 2280 3216Almacenamiento

3 150 450 635 5400 7620

Manejo de 3 190 570 805 6840 9660

Pulpa sin Aceite para compostaje

TOTAL MANO DE OBRA DIRECTA 51240 72328

Tabla No. 39 COSTO DE MANO DE OBRA DIRECTA

MANO DE OBRA INDIRECTAADMINISTRATIVOS No.

OPERARIOSALARIO UNITARIO MENSUAL

($)

SALARIO TOTAL

MENSUAL ($)

TOTAL PLANILLA MENSUAL (41.16%)

TOTAL PLANILLA

ANUAL

TOTAL ANUAL

Gerente General 1 2,500 2,500 3529 30,000 42348Secretaria Ejecutiva

1 375 375 529 4500 6348

Jefe Financiero 1 1,600 1,600 2259 19200 27108Asistente de Contabilidad

2 350 700 988 8400 11856

Conserje 1 190 190 268 2280 3216Guardianes 3 200 600 847 7200 10164

71,580 101,040

INDIRECTOSJefe de Planta 1 881 881 1244 10572 14928Jefe se Seguridad y Mantto.

1 850 850 1200 10200 14400

Jefe de Laboratorio 1 750 750 1059 9000 12708Técnicos 2 210 420 593 5040 7116Conserjes 2 190 380 536 4560 6432Encargado de Bodegas

1 230 230 325 2760 3900

Encargado de operarios

1 230 230 325 2760 3900

laboratorista 1 200 200 282 2400 338447,292 66,768

VENTASJefe de Ventas 1 870 870 1228 10440 14736Ejecutivos de Ventas

2 375 750 1059 9000 12708

Secretaria 1 250 250 353 3000 423622,440 31,680

TOTAL MANO DE OBRA INDIRECTA 141,312 199,488

Tabla No. 40 COSTO DE MANO DE OBRA INDIRECTA

Prestaciones de acuerdo a la legislación laboral

IGSS 12% BONO 14 8.33%INDEMNIZACIÓN 8.33% AGUINALDO 8.33%VACACIONES 4.17% TOTAL 41.16%

ANEXO No. 6

CONCEPTO AÑO No. 1

AÑO No. 2 AÑO No. 3 AÑO No. 4 AÑO No. 5

vs

Edificio / Infraestructura

$13,600 $27,200 $40,800 $54,400 $68,000 $68,000Maquinaria y Equipo

$43,849 $87,698 $131,547 $175,396 $219,245 $219,245Instalaciones $13,155 $26,310 $39,465 $52,620 $65,775 $65,775Vehículos $30,000 $60,000 $90,000 $120,000 $150,000 $50,000Mobiliario y Equipo

$4,000 $8,000 $12,000 $16,000 $20,000 $0$104,604 $403,020

Valor del Terreno $80,000

TOTAL $483,020

Tabla No. 41 CÁLCULO DEL VALOR DE SALVAMENTO

ANEXO No. 7

ELEMENTO DE COSTO AÑO 0 AÑO No.1 AÑO No.2 AÑO No. 3 AÑO No. 4 AÑO No. 5

COSTOS INDIRECTOS DE FAB FIJOS(3 MESES)

$118,190 $120,989

$123,856

$126,794

$129,803 132,878

REQUERIDO CT 29548 30,247 30964 31699 32451 33219GASTOS DE OPERACIÓN ADMINISTRATIVOS (3 MESES)

$66,768 $68,437 $70,148 $71,902 $73,699 75,541

REQUERIDO CT 16692 17,109 17,537 17,976 18425 18885

Tabla No. 42 CÁLCULO PARA EL CAPITAL DE TRABAJO

ANEXO No. 8

CONCEPTO MONTO ($)Terreno 80,000

Edficios/Infraestructura 272,000Maquinaria y Equipo 438,485

Instalaciones (30% Maq y Eq) 131,546Vehículos 100,000

Mobiliario y Equipo de oficina 20,000VALOR TOTAL DE LA INVERSIÓN 1 1042,031

Gastos de Organización 32,000Imprevistos 96,203

VALOR TOTAL DE LA INVERSIÓN DIFERIDA 128,203TOTAL DE LA INVERSIÓN 1 1170,234

CAPITAL DE TRABAJO 63,514ACTIVOS TOTALES 1 1233,748

Tabla No. 43 TOTAL DE INVERSIÓN EN ACTIVOS TOTALES

ANEXO No. 9

COMPOSICIÓN DE VARIOS ACEITES

TIPO CAFÉ SOYA ALGODÓN CARTAMO LINAZA

Índice de Yodo 94.9 132.6 196 136.2 180Índice de

saponificación179 193 196 191 191

Ácido saturados % 39.2 13 3 6.5 10Oleico % 9.1 23.5 39 20.2 22

Linoleico % 47.5 52 56 73.2 17

Linolenico % 1.7 6.5 2 0.1 50Palmítico % 33.2 10.7 23.9 5 0Esteárico % 6.6 3.9 2.3 1.5 0

Ácidos secantes % 49.2 56.5 58 73.3 67

Tabla No.44 COMPARACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS DEL ACEITE DE CAFÉCON RESPECTO A OTROS.

ANEXO No. 10 APARATO SOXHLET:

figura No. 10BALÓN EN LA MANTILLA DE CALENTAMIENTO

LABORATORIOS DE QUÍMICA URL

figura No. 11CAMARA DE EXTRACCIÓN

LABORATORIOS DE QUÍMICA URL

figura No. 12CONDENSADOR

LABORATORIOS DE QUÍMICA URL

figura No. 13APARATO SOXHLET

LABORATORIOS DE QUÍMICA URL

ANEXO No. 11GLOSARIO

ACIDO GRASO: Se le llama así a los ácidos carboxílicos de cadena recta y larga, de 12 a 20 átomos de carbono. (Valiente, 1990)

ACEITE: Líquido viscoso compuesto por triglicéridos, se diferencian de las grasas porque a temperatura ambiente se encuentran en estado líquido. (Valiente, 1990)

CELULOSA Polímero natural más común e importante; constituye el sostén de las células vegetales. Se constituye por cadenas lineales de moléculas de glucosa unidas entre sí. (Valiente, 1990)

COMPOSTAJE: Es el proceso biológico aeróbico, mediante el cual los microorganismos actúan sobre la materia rápidamente biodegradable

(restos de cosecha, excrementos de animales y residuos urbanos), permitiendo obtener "compost", abono excelente para la agricultura. (Valiente, 1990)

COSTEO POR ABSORCIÓN: Método de costeo en el que los gastos indirectos de fabricación y todos los gastos fijos de fabricación se incluyen como inventariables. Forman parte del costo de ventas del producto. (Guajardo, 2002)

COSTEO DIRECTO Método de costeo en el cual todos los costos variables de producción se incluyen como costos inventariables. (Guajardo, 2002)

COSTO PRIMO Se conforma por el costo de Mano de Obra Directa, materia prima directa y Material de Empaque, es decir, los tres elementos básicos que conforman el producto; siendo el rubro más importante de los costos variables. (Guajardo, 2002)COSTOS FIJOS Son los costos que no varían con el volumen de producción, lo cual significa que no son dependientes del volumen de unidades producidas. (Guajardo, 2002)

DEMANDA Es la cantidad de un bien que los consumidores desean y pueden comprar a un precio dado en un período dado. (Valiente, 1990)

DENSIDAD RELATIVA Es la relación de una sustancia con respecto a la densidad de una sustancia de referencia. En el caso de sólidos y líquidos la sustancia de referencia es el agua y en el de los gases es el aire. Es adimensional. (Valiente, 1990)

ENDOCARPIO También conocido como cascarilla o pergamino, éste no es un desecho significativo, pues generalmente no se tira al agua,

está formado principalmente por celulosa. (Porres, Rodas y Calzada, 1987)

ESOCARPIO Llamado también Pulpa. Es el desecho más molesto y en mayor volumen, puesto que representa el 40% en peso total del fruto, en algunos beneficios se recolecta la pulpa, pero en la mayoría de éstos no se cuenta aún con los dispositivos adecuados para su manejo y disposición. (Porres, Rodas y Calzada, 1987)

ESTERIFICACIÓN Es un ácido graso que se une a un alcohol mediante un enlace covalente, formando un éster y liberándose una molécula de agua. (Wade, 1993)

GRAVEDAD ESPECIFICA Término utilizado erróneamente para designar a la Densidad Relativa. (Valiente, 1990)

MESOCARPIO Se forma de los azúcares y mucílagos, que puede aprovecharse en la Industria Alimenticia, por ejemplo en: Levaduras y azúcares, Pectinas, Ácido péctico, Melaza, Alcohol, etc. (Porres, Rodas y Calzada, 1987)

ORGANOLÉPTICO Dícese de cualquier método para ensayar o señalar sistemáticamente los efectos de una sustancia sobre los sentidos humanos, particularmente el gusto o el olfato. (Valiente, 1990)

PAPEL FILTRO Papel empleado para filtrar y recoger precipitados en análisis cualitativo y cuantitativo. Los papeles filtro se encuentran en el comercio en diferentes diámetros. (Valiente, 1990)

pH Símbolo con el que se representa el logaritmo negativo de la concentración de iones hidrógeno de una solución. La neutralidad corresponde a pH = 7, la acidez a un pH menor de 7 y la alcalinidad a uno mayor de 7. (Valiente, 1990)

PULPA Ver Esocarpio.

PUNTO DE INFLAMACIÓN Temperatura a la cual se produce un chispazo cuando se pasa una llama sobre la boca de un recipiente estándar. Propiedad de los combustibles que se manifiesta cuando se aumenta gradualmente la temperatura de éstos. Es un índice de la volatilidad del aceite o del líquido. Se usa para indicar los peligros de ignición que se tienen al manejar combustibles líquidos. (Valiente, 1990)

SAPONIFICACIÓN Es una reacción típica de los ácidos grasos en la cual reaccionan con álcalis y dan lugar a una sal de ácido graso que se denomina jabón. (Wade, 1993)

SOLUCIÓN Líquido que contiene en fase homogénea un sólido, un gas u otro líquido. En ocasiones también recibe el nombre de disolución. (Hein, 1992)

SOLVENTE Es un líquido capaz de disolver otros materiales ya sea sólidos, líquidos o gases para formar una solución. (Wade, 1993)

TASA MÍNIMA ATRACTIVA DE RETORNO Valor mínimo de la tasa de retorno para que una alternativa sea financieramente viable. Se conoce como el costo de capital y se calcula como un promedio ponderado de los costos componentes del capital invertido en el proyecto. (Guajardo, 2002)

TASA INTERNA DE RETORNO Tasa de interés real generada por la inversión en un proyecto. Esta tasa es la que equilibra exactamente

los flujos de efectivo positivos y negativos generados a lo largo de la vida del proyecto. (Guajardo, 2002)