Universidad Autónoma de Tamaulipas Unidad Académica Multidisciplinaria

Mante -Centro “Gral. Lázaro Cárdenas del Río”

INGENIERIA INDUSTRIALINGENIERIA INDUSTRIAL

Ing. Juan Manuel Pérez NuñezIng. Juan Manuel Pérez Nuñez

Analisis de la OperaciónAnalisis de la Operación

Proceso de Elaboración de TequilaProceso de Elaboración de Tequila

Ingenieria Bioquimica IndustrialIngenieria Bioquimica Industrial9°C9°C

Ana Nayeli Martinéz ZapataAna Nayeli Martinéz ZapataDiana Mariela Moreno GarcíaDiana Mariela Moreno García

Cynthia Adriana Palomo CastañónCynthia Adriana Palomo Castañón

Cd. Mante, Tamaulipas a 27 de septiembre de 2010Cd. Mante, Tamaulipas a 27 de septiembre de 2010

PROCESO DE ELABORACIÓN DE TEQUILA

El tequila es un destilado originario de la ciudad del mismo nombre en el estado de Jalisco, México, pudiéndose encontrar variedades ambarinas e incoloras. Al igual que el mezcal, se elabora a partir de la fermentación y destilado del jugo extraído del agave, en particular el llamado agave azul (tequilana Weber), con denominación de origen en cinco estados de la república mexicana (Guanajuato, Michoacán, Tamaulipas, Nayarit y por supuesto en todo el Estado de Jalisco ya que en los cuatro anteriores sólo se puede producir en algunos municipios). Es quizás la bebida más conocida y representativa de México en el mundo. Para llamarse tequila, la bebida debe estar elaborada en México y contener al menos un 51% de azúcares provenientes del agave, aunque los tequilas más puros contienen 100% agave. En los tequilas mixtos, el agave se mezcla con jarabe de maíz o de caña de azúcar. Los productores de tequila puro colocan la leyenda "100% de agave" en las etiquetas de las botellas como esta en la norma oficial mexicana, esto quiere decir que este producto se produjo con 100% de agave y por eso tienen en la etiqueta esta leyenda y además está certificada por el Consejo Regulador del Tequila.

De acuerdo con la definición prevista en la Norma Oficial Mexicana NOM-006-SCFI-2005 Bebidas Alcohólicas – Tequila – Especificaciones, Tequila es la “Bebida alcohólica regional obtenida por destilación de mostos, preparados directa y originalmente del material extraído, en las instalaciones de la fábrica de un Productor Autorizado la cual debe estar ubicada en el territorio comprendido en la Declaración, derivados de las cabezas de Agave tequilana weber variedad azul, previa o posteriormente hidrolizadas o cocidas, y sometidos a fermentación alcohólica con levaduras, cultivadas o no, siendo susceptibles los mostos de ser enriquecidos y mezclados conjuntamente en la formulación con otros azúcares hasta en una proporción no mayor de 49% de azúcares reductores totales expresados en unidades de masa, en los términos establecidos por esta NOM y en la inteligencia que no están permitidas las mezclas en frío. El Tequila es un líquido que, de acuerdo a su clase, es incoloro o coloreado cuando es madurado o cuando es abocado sin madurarlo.

TIPOS DE TEQUILA

El blanco: es el que se obtiene después de la destilación. Pasa a las embotelladoras casi inmediatamente, es decir que solo está en barricas de encino unas horas o días por lo cual su sabor no varía. De allí pasa a los tanques surtidores de las máquinas embotelladoras. Allí se les hace nuevamente un proceso de filtrado y homogeneizado. En las botellas tiene una graduación mínima de 35ºGL y hasta un máximo de 55 ºGL.

Joven u oro: es el resultado de la combinación de Tequila Platino con Reposado y/o Añejo y/o extra Añejo Tequila.

El reposado: es el que permanece por un lapso mínimo de dos meses hasta menos de un año en barricas de encino o roble blanco. Es más suave que el blanco, tiene un color natural dorado tenue hasta un ámbar claro, y su sabor tiene un dejo a madera. Su graduación es de 35ºGL y hasta un máximo de 55ºGL. El resultado de las mezclas de Tequila reposado con Tequilas añejos o extra añejos, se considera como Tequila reposado.

El añejo: es el que se madura un año por lo menos en barricas de roble blanco, nuevas o de segundo uso de 600 L. de capacidad. Su color va de un dorado fuerte a un ámbar oscuro. Su sabor está fuertemente impregnado con la madera. Se pueden añejar varios años (hasta 10). Su graduación alcohólica es de 35 a 55ºGL. Es el más sofisticado y refinado de todos. El resultado de las mezclas de Tequila añejo con Tequila extra añejo se considera como Tequila añejo

Extra añejo: producto susceptible de ser abocado, sujeto a un proceso de maduración de por lo menos tres años, sin especificar el tiempo de maduración en la etiqueta, en contacto directo con la madera de recipientes de roble o encino, cuya capacidad máxima sea de 600 litros, su contenido alcohólico comercial debe, en su caso, ajustarse con agua de dilución.

PROCESO DE ELABORACIÓN DE TEQUILA

Las operaciones unitarias más importantes que ocurren en el proceso de

elaboración del Tequila, son las que se muestran en el siguiente diagrama de

proceso.

Cultivo del agave

(Compra) Jima Transporte a la

fabrica

Recepción Preparación Cocimiento

Extracción y Molienda Fermentación Destilación

Embotellado y Etiquetado Añejamiento

CULTIVO DEL AGAVE

El Agave se planta en potreros o parcelas formando filas dejando un espacio

suficiente entre ellas para facilitar las labores de cuidado de la planta.

Normalmente los Agaves se reproducen a través de los hijuelos, que son rizomas

que salen de una planta madre a partir del cuarto año de edad y que son

separados para ser posteriormente trasplantados en otros campos ya preparados;

no obstante, el agave también puede crecer a partir de una semilla, aunque esta

técnica es hoy en día poco usual. El agave requiere entre 6 y 10 años para

alcanzar sus máximas concentraciones de azúcar. Durante su periodo de

crecimiento, las plantas están sujetas a labores de barbeo, es decir, cortar las

puntas de las hojas para fomentar el crecimiento de la piña. Todo el cultivo y el

cuidado del agave es realizado a mano y utilizando métodos tradicionales que han

sido transmitidos de generación en generación. Para la producción de Tequila sólo

se utiliza la cabeza o "piña", la cual, una vez lista para ser cosechada puede pesar

entre 40 y 60 kilogramos.

JIMA

Una vez que las plantas de agave son consideradas aptas, se inicia el proceso de

cosecha, conocido tradicionalmente como "jima", la cual consiste en cortar de tajo

con ayuda de una coa o machete las hojas del agave, para posteriormente extraer

de la tierra la cabeza del mismo, también conocida como "piña".

TRANSPORTE A LA FÁBRICA

Después de llevar a cabo la jima, las piñas se transportan de manera rustica (en

carretillas) hasta los camiones que las harán llegar hasta la planta productiva.

RECEPCIÓN

En esta etapa se realiza una inspección física de la materia prima, en la cual se

observa que el Agave tequilana weber pertenezca a la variedad azul, que se

encuentre maduro, que no tenga rastros de haber estado enfermo y que esté libre

de plagas, así como un análisis de laboratorio en el cual se determina la cantidad

de azúcares reductores que contiene el agave. A su vez se pesan las piñas en una

balanza industrial para determinar los kilogramos que pasaran al proceso de

preparación.

PREPARACIÓN

Se parten las piñas de agave con hacha en dos fracciones para facilitar su

cocimiento y aprovechar la capacidad máxima del horno. El agave cortado se

acomoda manualmente en los hornos tratando de no dejar ningún espacio vacío.

Una vez lleno queda listo para iniciar la operación de cocimiento.

COCIMIENTO

El cocimiento convierte los carbohidratos complejos de las piñas en azúcares

simples, aptos para la fermentación y al mismo tiempo suaviza las piñas haciendo

más fácil el proceso posterior de extracción de azúcares.

El cocimiento se lleva a cabo en hornos de mamposteo forrados de acero

inoxidable, a través de los cuales se inyecta vapor de agua, en un proceso que

dura alrededor de 48 horas (24 para cocción y las restantes para enfriamiento de

las mismas). Lo cual implica más costos de producción.

EXTRACCIÓN

El proceso se lleva a cabo mediante trenes de molienda de varias etapas.

El agave cocido es desgarrado primero en pequeños pedazos que son

posteriormente pasados por los molinos en los cuales, con la ayuda de la

inyección de agua, son exprimidos para extraer sus mieles. Después de obtenidos

los jugos, conocidos como "mosto fresco", éstos pueden tomar dos destinos

distintos: pueden ser utilizados para la producción de Tequila o para la producción

de Tequila 100% de Agave.

La diferencia estriba en que, en el caso del Tequila, antes de la fermentación

dichos jugos son mezclados con azúcares provenientes de otras fuentes distintas

al Agave tequilana weber variedad azul pero siempre y cuando se mantenga una

relación mínima de 51 por ciento de los azúcares provenientes del agave y el 49

por ciento restante proveniente de las otras fuentes.

FERMENTACIÓN

El jugo de la piña del agave es colectado en las tinas de preparación de mostos,

aquí se agrega la levadura (microorganismo responsable del proceso de

fermentación) adaptada ya al medio desde un día anterior.

Una vez preparados, los mostos son bombeados a la sala de fermentación,

donde permanecen aproximadamente por 72 hrs. (esto se realiza en volúmenes

de 30,000 lts). Aquí se lleva a cabo la reacción química de fermentación, es

decir, los azúcares serán convertidos en alcohol etílico.

En esta fase es importante controlar los niveles de temperatura, el pH y la

contaminación por organismos que representan una competencia para las

levaduras.

Una vez que el proceso normal de fermentación ha concluido y el mosto ha

alcanzado una graduación alcohólica de entre 5 y 7 por ciento, éste puede ser

dejado en reposo unas horas más antes de pasar al proceso de destilación.

DESTILACIÓN

La destilación se lleva a cabo en alambiques que generalmente son de cobre o de

acero; o en torres de destilación continua.

El Tequila se destila dos veces. La primera destilación se conoce como

“destrozamiento”, requiere un par de horas y genera el "ordinario", es decir, un

líquido con una graduación alcohólica de alrededor de 20%. La segunda

destilación, también llamada "rectificación", dura entre tres y cuatro horas.

El resultado de este proceso es un líquido con una graduación alcohólica cercana

al 55%. En los procesos de destilación, las sustancias se dividen en tres partes.

Las "cabezas", que contienen aldehídos no deseados, son desechadas, el

"corazón", sí es utilizado para el Tequila, mientras que las "colas" algunas veces

son recicladas en la siguiente destilación y algunas otras veces simplemente

desechadas.

De la rectificación se obtiene un líquido transparente que ya puede ser

considerado Tequila Blanco o que puede ser sujeto a maduración para convertirse

en alguno de los otros tipos de Tequila.

EMBOTELLADO Y ETIQUETADO

El tequila blanco pasa del tanque de almacenamiento a un proceso de filtrado por

celulosa o carbón activado. La graduación alcohólica de los productos se reduce a

nivel comercial mediante una dilución que se efectúa con la adición de agua

destilada o desmineralizada. Sólo pueden utilizarse envases nuevos que estén

hechos de materiales permitidos por la normatividad para su almacenamiento en

cajas con capacidad de 6 y 12 botellas respectivamente sobre tarimas de madera

en almacén de producto terminado.

AÑEJAMIENTO

El tequila se lleva a barricas de roble blanco con una capacidad de 200 litros cada

una, los cuales serán llevados al almacén de añejamiento; el cual se divide en 4

secciones: barricas de tequila joven el cual se reposa por lo menos un mes, el

reposado de 6 a 12 meses, el añejo 1 hasta 3 años y el extra añejo más de 3

años. Estos dos últimos pueden ser almacenados en barricas de una capacidad

máxima de 600 litros.

Todas las barricas son de roble blanco que, sin embargo, puede ser americano o

francés. Las barricas pueden ser nuevas o haber sido previamente utilizadas en

otro tipo de bebidas. Asimismo, también pueden haber sido sujetas a un

tratamiento de tostado o de quemado que finalmente transmitirá diferentes

características al Tequila.

Estas barricas se encuentran en el suelo del mismo almacén apiladas en forma

de triangulo colocando 20 barricas con unas cuñas a los costados para evitar que

rueden. Teniendo un espacio de 50 cm entre cada apilado.

ANALISIS DE OPERACIÓN PARA UN MEJORAMIENTO EN LA PRODUCCIÓN DE TEQUILA

1.- Finalidad de la operación

Después de haber realizado un análisis del proceso de elaboración del tequila,

tomando en cuenta los 10 enfoques primarios del análisis de operaciones, se llego

a la conclusión que existían mejores técnicas, herramientas y maneras de

aprovechar recursos de desecho que se utilizan en operaciones como

preparación, cocimiento, extracción, fermentación, destilación y almacenamiento.

Para así obtener mayor eficiencia teniendo una mayor producción mensual y un

producto más puro y de mejor calidad.

La producción actual en la fábrica de tequila es de 100000 litros anuales

estimando una producción mensual alrededor de 8000 litros. Si se implementa el

equipo de cocimiento (la autoclave) aproximadamente se obtendría al mes una

producción de 12 400 litros , lo cual indica que se obtendría más del 50% de la

producción actual.

2.- Diseño de la pieza

Se trata de elaborar un producto el cual este constituido por materia prima de

calidad, además de pasar por un proceso de doble destilación del cual se

desecharan las cabezas y cola y solamente se utilizara el corazón para el

embotellamiento de 100%extra puro agave el cual tiene un gran valor comercial.

Otro aspecto que se pudiera cambiar es el diseño de la botella y etiqueta

haciéndola más atractiva para el consumidor.

3.- Tolerancias y especificaciones

Por tratarse de un producto el cual está destinado a consumo humano debe

acreditar normas de calidad como la NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-006-

SCFI-2005, BEBIDAS ALCOHÓLICAS-TEQUILAESPECIFICACIONES. Y ser

aprobado por el Comité Regulador de Tequila que cuenta con un sistema de

Aseguramiento de Calidad que garantiza la confiabilidad de sus servicios.

La siguiente tabla nos muestra algunos rangos de aspectos fisicoquímicos que no

debe rebasar ni faltar a cada tipo de tequila.

Por lo que en este aspecto que nos concierne es muy difícil llegar a realizar algún

cambio puesto que las normas son muy estrictas para asegurar el máximo control

de calidad del producto.

4.- Materiales

Es imposible encontrar una nueva materia prima (agave) para la producción de

tequila puesto que solo se puede elaborar con cabezas (piñas) de la especie

Agave tequilana weber o agave azul para tener la denominación “Tequila” además

de ser cultivado en alguno de los 5 estados del país (Jalisco, Guanajuato, Nayarit,

Michoacán y Tamaulipas) que pueden acceder a dicha denominación.

En la fermentación se tratara de mejorar la levadura que interviene en dicho

proceso en La etapa fermentativa es crucial para el tequila o cualquier otra bebida

alcohólica, pues es en esta parte del proceso donde los azucares se transforman

en alcoholes además de otros compuestos importantes para el aroma y sabor,

dando el toque que otorgará calidad y presencia a las bebidas.

Para mejorar la fermentación se realizara un análisis de muestras de los

distintos fermentadores para conocer el tipo y cantidad de levaduras que posee el

mosto, así como su evolución durante la fermentación. Las muestras tratadas se

someten a una segunda ronda de pruebas. Entre ellas, el análisis por

cromatografía en fase de gas que mide la cantidad de algunos componentes

aromáticos, así como las concentraciones y tipos de alcohol que contiene. Al

concluir la totalidad de los análisis se sabe cómo evolucionan las levaduras

durante la fermentación y la velocidad con que transforman los azucares en

alcohol. Con ello, se estima la productividad que tendrá el proceso fermentativo y

algunas características de aroma y sabor que presenta el mosto fermentado antes

de la destilación.

Con la información obtenida, el siguiente paso tiene un enfoque correctivo. Este

tipo de microorganismos tiene la particularidad de vivir con o sin aire y en

presencia de esté, su crecimiento aumenta, pero la velocidad y cantidad de

alcoholes (o tequila) se reduce. Entonces, para mejorar la fermentación se instala

un sistema de cultivo en un tanque aparte, donde se reproducen las levaduras en

condiciones optimas, después se siembran en las tinas de fermentación y por

último se estandariza el nivel de aire, temperatura, tiempo y componentes del

mosto.

El bagazo de agave es un residuo que no se puede aprovechar en la industria

tequilera ya que se desechan muchas toneladas al día, lo que se tratara de hacer

es secarlos a la intemperie en mesas para posteriormente su venta a industrias

papeleras y de aglomerados.

5.- PROCESO DE MANUFACTURA

En la etapa de cocimiento se opta por cambiar los hornos de mamposteo

(capacidad de 20000 kg) por autoclaves (depósitos de acero inoxidable) con una

capacidad 18000 kg que realizan la hidrólisis de los azucares en un tiempo de 18

horas, a una temperatura de aproximada de 105°C. Lo cual reduciría el tiempo

de cocimiento que se lleva a cabo en el horno mamposteo 48 hrs (24hr en

cocimiento y 24 en enfriamiento) y se obtendría el doble de producción de

cocimiento para llenar a su vez los tanques fermentadores a su mayor

capacidad. En esta etapa se pretende aprovechar el tiempo en que tarda el

cocimiento de las piñas, el ahorro de electricidad, también la capacidad de las

piñas en la autoclave y que sea más rápido la etapa de fermentación.

6.- PREPARACIÓN Y HERRAMENTAL

En la preparación las piñas para su mejor cocción y seguridad del operario se

sustituirá el hacha por una Motosierra (Motosierra Eléctrica 1850w Black And

Decker Liviana) para el ahorro de tiempo y esfuerzo del operario.

7.-CONDICIONES DE TRABABAJO

En la etapa de preparación de las piñas el operador debe utilizar equipo

protección apropiado como guantes y lentes industriales. Durante la

fermentación se debe tomar muestras para analizar en el laboratorio teniendo en

cuenta que se sacaran tres muestras del la parte superior, media y parte baja del

fermentador teniendo cuidado con la temperatura a la que se maneja. Se deberá

tener una buena ventilación ya que la fermentación libera dióxido de carbono, el

espaciado que debe tener cada fermentador debe ser de un metro y medio. La

iluminación en almacén es un factor muy importante ya que el tequila reposado

debe estar en ausencia de luz, también se estibar las barricas en las tarimas.

8.- MANEJO DE MATERIALES

Se manejara por diferentes áreas de almacenamiento las cuales serán para

materia prima, el producto semiterminado y el producto terminado. Las barricas

serán acomodadas para aprovechar la capacidad del almacén, se estibaran

sobre una tarima de madera, la cual evitara que las barricas estén en el suelo y

también se previó colocar unas cuñas para evitar que rueden y puedan llegar a

romperse las barricas.

9.-DISTRIBUCION DEL EQUIPO EN LA PLANTA

Nombre del Producto: Tequila Responsable: D. Mariela Moreno G.

Fecha: 25 de septiembre de 2010

10.-PRINCIPIO DE LA ECONOMIA DE MOVIMIENTO

Este punto seria más bien aplicable en el momento de la jima puesto que

algunos jimadores no tienen una buena técnica para cortar las pencas y sacar

las cabezas del agave de la tierra, afectando a la materia prima y al encargado

de la inspección y preparación de las piñas en la fabrica ya que implicaría más

esfuerzo para este corregir las acciones de un mal jimado.

CUESTIONARIO

1.- ¿Cuál son las cuatro formas en que debe efectuarse una investigación

para mejorar un proceso de manufactura?

Al cambio de una operación se deben de considerar los posibles efectos

sobre otras.

Mecanización de las operaciones manuales.

Utilización de mejores maquinas y herramientas en las operaciones

mecánicas.

Operación más eficiente de los dispositivos e instalaciones mecánicas.

2.- ¿Qué procesos se considera generalmente el más rápido para formar y

evaluar operaciones?

El análisis de la operación.

3.- ¿Cómo debe investigar el analista las preparaciones y el herramental para

desarrollar mejores métodos?

Reducir el tiempo de preparación mediante una mejor planeación y control

de la producción.

Diseñar el herramental para utilizar la maquina a su plena capacidad.

Introducir herramientas más eficientes.

4.- Mencione algunas aplicaciones para el código de barras en el

mejoramiento de la productividad.

El código de barras se puede utilizar en: recepción de artículos, almacenes,

seguimientos de trabajo, reporte de obras, control de depósito de herramientas,

embarques, remisiones, reporte de fallas y aseguramiento de la calidad,

seguimiento o rastreo, control de producción y planeación.

5.- ¿Por qué el analista de métodos debe aceptar como parte de su

responsabilidad la provisión de buenas condiciones de trabajo?

Por que las condiciones ideales de trabajo elevan las marcas de seguridad,

reducen el ausentismo y la impuntualidad, elevan la moral del trabajador, mejoran

las relaciones publicas e incrementan la producción.

6.- ¿Cuales son los dos tipos generales de distribución de equipo en planta?

Explique con detalle cada uno de ellos.

Distribución en línea recta: la maquinaria se sitúa de modo que la

circulación o flujo de una operación a la siguiente, es mínima para cada

clase de producto. En una distribución de este tipo no es raro encontrar una

rectificadora de superficies ubicada entre una fresador ay un torno revolver,

con un banco de montaje y tanques de recubrimiento en el área inmediata.

Este tipo de distribución es muy usado en ciertos procesos de producción

en masa, ya que de esta manera los costos por manejo de materiales son

menores cuando se tiene la agrupación de maquinaria por proceso.

Distribución por proceso o funcional: consiste en la agrupación de

instalaciones o maquinas semejantes. Por lo tanto, todos los tornos revolver

estarán agrupados en una misma sección, departamento o edificio. Las

fresadoras, taladros y prensas de corte también estarán agrupadas en sus

secciones correspondientes.

Este tipo de distribución da un aspecto general de orden y limpieza y

tienden a fomentar el cuidado del local.

7.- ¿Cual es la mejor manera de probar una distribución de equipo

propuesta?

La mejor manera de aprobar la distribución es si esta cumple con las sugerencias

e operarios, inspectores, manipuladores de material y supervisores de líneas. Ya

que este personal está más cerca de la producción que ningún otro.

8.- ¿Para qué fines se utiliza el análisis de la operación?

Para analizar todos los elementos productivos y no productivos de una operación

con vistas a su mejoramiento. Tiene por objeto idear métodos para incrementar la

producción por unidad de tiempo y reducir los costos unitarios.

9.- ¿Cuáles son los enfoques principales para el análisis de operación?

Hay diez enfoques o puntos de vista principales correspondientes al análisis de la

operación que se deben utilizar cuando se estudia el reograma de método

existente.

1. Finalidad de la operación

2. Diseño de la pieza

3. Tolerancias y especificaciones

4. Materiales

5. Procesos de manufactura

6. Preparación y herramental

7. Condiciones de trabajo

8. Manejo de materiales

9. Distribución del equipo en la planta

10.Principios de la economía de movimiento

10.- ¿Cómo se puede manejar un material?

El manejo de materiales debe ser integrado con la administración de los

mismos.

La gravedad puede ser utilizada para mover materiales económicamente.

El tiempo de espera (o de terminal) del equipo de manejo de materiales se

debe mantener en un mínimo.

El costo por unidad del manejo de materiales disminuye al aumentar la

magnitud de la producción, hasta llegar a la capacidad de la planta.

Cuando aumenta el tamaño de la unidas a manejar, ocurre generalmente

una disminución correspondiente en el costo unitario del manejo de

materiales.

Un equipo flexible de manejo de material, capaz de una amplia variedad de

usos o aplicaciones, se debe considerar como alternativa cuando se piensa

usar equipo de manejo con características especiales.

Las reparaciones y el mantenimiento preventivo se deben planear bien

antes de la selección de equipo para manejo de materiales.

Generalmente es mejor el movimiento de materiales en línea recta.

El equipo de manejo de materiales, como el equipo de producción, llegan a

ser anticuados. Los modernos equipos de manejo tienen medios que

incrementan la productividad como acopladores automáticos, cojinetes sin

fricción y ruedas de caucho.

La computarización y el código de barras mejoran el control de material con

sistemas de almacenaje, depósito y manejo de materiales.

11.- Explique el efecto de la humedad en un operario.

Cuando se eleva el grado de humedad en el centro de trabajo, también disminuye

el enfriamiento por medio de la evaporación y esto reduce la capacidad del

organismo para disipar el calor. Estas condiciones aceleran el ritmo cardiaco,

elevan la temperatura del cuerpo y producen una lenta recuperación después de

las labores, dando por resultado una fatiga considerable.