Universidad Tcnica Federico Santa Mara Departamento de Ingeniera Qumica y Ambiental Valparaso JugoConcentrado deArndanopara Exportacin 6 de diciembre 2010 Informe Final Realizado por Cristbal Arismendi Contreras Proyectos EspecficosProfesores Enzo Vergara Patricio Nez Ayudante Carlos Parraguez Jugo Concentrado de Arndano para Exportacin2010 2 Informe Final Realizado por Cristbal Arismendi Contreras Resumen Ejecutivo En el presente informe se desarrolla la evaluacin tcnico econmico sobre la Produccin de Jugo Concentrado de Arndano para exportacin. El potencial de los arndanos chilenos en EE.UU. ser ms alto, en la medida que se enfrente con un producto con mayor valor agregado. Concentrados de jugo, salsa de arndanos, pasta de arndanos, mermeladas, productos que puedensercomercializadosagranelparaquempresasproductorasenEE.UU.amplensugamadeproductosy puedenlleguenatenerunamejoranrecepcinenloscanalesdedistribucintalescomosupermercados.Enefecto, cerca del 95% de los arndanos son procesados en productos tales como jugos, salsas y arndanos endulzados secos. El5%restantesevendecomofrutafrescaalosconsumidores.LaindustriaChilenadejugosseencuentrabastante desarrollada en el medio, orientando gran parte de su produccin al mercado de exportacin debido al escaso consumo que presenta el mercado nacional, el que adems es mayoritario en especies subtropicales como naranja y pia. De esta forma el pas se ha especializado en jugos de manzana, ciruelas, carozos, uvas, peras y berries, los cuales compiten en los mercados internacionales como comodities a precios muy bajos. De esta forma la industria basa su desarrollo en el procesamiento de las frutas de descarte de la fruticultura, las cuales son deficientes en calidad y muy heterogneas. La industriasehadiversificadoajugosdeberriesyotrasfrutasquepresentanmejoresprecios,perosobrelabasede descartes, los cuales compiten fuertemente con la materia prima destinada al proceso de congelamiento Individual Quick Frozing(IQF),lacualanesdealtoprecio.Deestaformalaindustriadejugoscreaespaciosdecrecimientoenla medida que el resto de las industrias generan mayor cantidad de ineficiencias. Si seasume el mismo rendimientode produccin que CranChile, se determina unaproduccinanualdesde el ao 2011 que se presenta en la Tabla a continuacin. Ao2011201220132014201520162017201820192020 Volumen de produccin concentrado (ton)26136850467287511181403173421142547 Tabla. Produccin Anual Concentrado de arndano. AcontinuacinsepresentaenlaTablaunresumendelosbalancesdemasaconlosflujosprincipalesdela planta,encuantoamateriasprimas,productos,subproductosynecesidadesanualessegnloscriteriosantes desarrollados y analizados en el punto anterior. Corrientes Principales Arndanos Frescos Jugo Concentrado ResiduoPur Arndanos Vapor Evaporador Flujos ton/h6,391,181,283,93 Flujo [ton/ao]13800254727608490 Tabla 2. Resumen del balance de Masa. Porloqueconelfindeconsiderarelcomportamientodelaevolucindelproyectoelhorizonteseleccionado corresponde a 10 aos, para as no dejar a duda la forma de comportamiento de los ingresos y egresos del proyecto y el estado de resultado final del ejercicio en la forma de determinar su rentabilidad. DelflujodecajafinanciadoseobtieneunvalordeVANpositivoelcualfuemostradoanteriormente,lomismo para la tasa de descuento el cual da mayor a asignado al proyecto financiado con un payback en el ao 4, lo que indica en una primera instancia que el proyecto es rentable. Luego de llevara cabo laevaluacin financiera podemos observarque los indicadores como TIR, VAN otorgan recomendaciones positivas para la inversin. A partir de los datos del flujo de caja del proyecto financiado y considerando una tasa de descuento del 17% se obtiene un TIR de 44% y un VAN de $9,4 millones de dlares. Paralosanlisisdesensibilidadseobservaqueelpreciodelarndanotienelamayorincidenciaenlos indicadoreseconmicos.Pesealaproyeccindesteprecioseobservaqueluegodeobtenerlosresultadosdela sensibilizacinseobtienequeaunpreciode1200[US$/ton]elproyectodejadeserrentable,sea400US$ aproximadamente ms altos de lo que se estima como precio de comercializacin del arndano de descarte. Larecomendacinfinalseentregaenfuncinaloanalizadoanteriormente,esdecirenbasealosindicadores econmicos,loscualesfuerondefinidosenfuncinavariablesdelproyectoendistintosescenariosindicndose claramente que es recomendable invertir. Jugo Concentrado de Arndano para Exportacin2010 3 Informe Final Realizado por Cristbal Arismendi Contreras ndice Captulo I: Estudio de Mercado ......................................................................................6 1Tecnologa de la produccin y materias primas utilizadas .............................................6 1.1Propiedades del producto .......................................................................................6 1.2Mtodos de produccin ..........................................................................................8 1.3Principales proveedoresde materias primas yvolumen de sus suministros .........10 1.4Logstica, Distribucin y Comercializacin ..............................................................13 2Produccin en el Mercado Objetivo ...............................................................................15 2.1Calidad de los productos ........................................................................................15 2.2VolmenesdeproduccinenelMercadoObjetivoenlosltimoscincoaosylosprincipales productores .......................................................................................................................15 2.3Situacin actual de los mayores productores .........................................................16 3Exportacin e importacin .............................................................................................16 4Estudio de los precios nacionales del producto .............................................................17 5Consumo del producto en el mercado objetivo ..............................................................18 5.1Equilibrio de la oferta y la demanda ........................................................................18 5.2Patrn de consumo ................................................................................................18 6Proyeccin del consumo y produccin ...........................................................................20 Jugo Concentrado de Arndano para Exportacin2010 4 Informe Final Realizado por Cristbal Arismendi Contreras Captulo II: Estudio Tcnico 21 1.Descripcin del Proceso ......................................................................................... 21 2.Balance de Masa .................................................................................................... 2Error! Marcador no definido. 2.1Criterios para el desarrollo del balance ........................................................... 2Error! Marcador no definido. 2.2Resumen del balance de Masa ....................................................................... 2Error! Marcador no definido. 2.3DFP y tabla de Balance de masa .................................................................... 25 3.Equipos ................................................................................................................... 26 3.1Listado de equipos .......................................................................................... 26 3.2Listado de equipos, datos de operacin y resumen de balance de masa. ....... 26 4.Diseo Equipo Principal ...................................................................................... 28 4.1Criterios de seleccin del equipo principal....................................................... 28 4.2Criterios de diseo del equipo principal ........................................................... 28 4.3Diseo del equipo principal (adjuntar memoria de calculo en el apndicea mano)30 5.Especificaciones de los otros equipos ................................................................. 31 5.1Criterios de diseo por tipo de equipos ........................................................... 31 5.2Listado por tipo de equipo y sus especificaciones ........................................... 32 6.Especificacin de Servicios ..................................................................................... 32 6.1Criterios de Seleccin de Servicios ................................................................. 32 6.2Listado de equipos y sus servicios .................................................................. 33 6.3Listado de equipos, servicio y flujos requeridos (o potencia). .......................... 33 6.4Resumen de Necesidades de Servicios (totalizar requerimientos de agua de refrigeracin, potencia elctrica, etc.) ............................................................................................................. 33 7.Aspectos Ambientales (al menos analizar aspectos legales que aplican en este proyecto) 34 8.Apndice ................................................................................................................. 52 Jugo Concentrado de Arndano para Exportacin2010 5 Informe Final Realizado por Cristbal Arismendi Contreras Captulo III: Estudio Financiero 36 1.Bases de la evaluacin econmica... 36 1.1Mercado global, Objetivo, % de participacin, proyeccin de la Produccin. 36 1.2Precios y su Proyeccin...37 1.3Precios de Insumos y Servicios y su proyeccin 38 1.4Moneda seleccionada para la evaluacin.... 38 1.5Antecedentes financieros.39 1.6Vida til del Proyecto...40 1.7Criterios de Depreciacin.... 40 1.8Listado de Inversiones..41 1.9Detalles de los costos (Operacin, fijos, financieros, mantencin, ambientales y otros) 42 2.Evaluacin Econmica.....44 2.1Criterios de evaluacin econmica del proyecto ...44 2.2Flujo de Caja.. 46 2.3Evaluacin de Indicadores de Rentabilidad..................48 2.4Evaluacin de los Criterios de evaluacin econmica(2.1). 48 2.5Anlisis de Resultados49 3.Recomendaciones de Inversin.51 4.Apndice....52 Jugo Concentrado de Arndano para Exportacin2010 6 Informe Final Realizado por Cristbal Arismendi Contreras Captulo I: Estudio de Mercado 1.Tecnologa de la produccin y materias primas utilizadas 1.1 Propiedades del producto ElarndanooblueberryesunfrutalmenorpertenecientealgneroVaccinium,delafamiliaEricaceae.Es nativodeNorteamricayestconsideradodentrodelgrupodeberriesquefueintroducidoenChileaprincipiosdela dcadadelosochenta.Elfrutodelarndanoesunabayacasiesfrica,quedependiendodelaespecieycultivar,su tamaopuedevariarentre0,7a1,5cmdedimetro,conuncolorazulclarohastaoscuro,conteniendoensuinterior hasta100semillaspequeas.Sumaduracinocurreentremediadosdediciembreyfinesdeenero,dependiendodel cultivar y de la zona, y se prolonga por 4 a 5 semanas. El contenido de azcares totales (fructosayglucosaprincipalmente)oscilaenun rango entre10y14%, de los cualescercadeun95%correspondeaazcaresreductores.Elprincipalcidoorgnicopresenteeselcidoctrico seguido del cido mlico. El balance entre azcares y cidos es muy importante en la calidad del sabor de estas frutas. La cantidad de pectina es relevante en cuanto a la textura de la fruta y la habilidad deformar geles. stas estn en promedio en un rango entre 0,40% p/p y 1,13% p/p medido como pectato de calcio. Las antocianinas que pueden estar localizadas en la piel o en la pulpa de la fruta son las responsables del color. Estas frutas contienen adems una baja cantidad de carotenoides y el contenido fenlico puede ser tan alto como 0,40%. La composicin qumicay otras caractersticas del arndano se detallan en la Tabla 1. CaractersticaUnidadValor pH2,85 3,49 Slidos Solubles/acidez%11,2 14,3 Antocianinasmg/100g80 270 Azucares Totales Fructosa Glucosa Sacarosa g/100g % % % 7,3 15,0 49 48 3 Aguag/100g87 EnergaKcal/100g51 Porcin por personag145 Tabla 1. Caractersticas Qumicas, Composicin del Fruto y Aportes Nutricionales reportados por el Consorcio de Arndanos Estadounidense (USHBC). Generalidades del Fruto y Cultivo Los arndanos constituyen un grupo de especies nativas principalmente delHemisferio Norte. Representan una de las especies de ms reciente domesticacin, ya que los programas formales de mejoramiento gentico se inician solo aprincipiosdelsigloXX.Delas30especiesqueconstituyenestegnero,slounpequeogrupodeellastienen importancia comercial (presentadas en Tabla 2). Nombre CientficoNombre PopularTipo de Cultivo Vaccinium corymbosumArndano alto (Highbush)Cultivado Vaccinium asheiArndano ojo de conejo (Rabbiteye)Cultivado Vaccinium macrocarponArndano (cranberry)Silvestre y cultivado Vaccinium vitis idaeaArndano europeo (ligonberry)Silvestre Vaccinum myrtillusArndano europeo (bilberry)Silvestre Tabla 2. Variedades de arndanos con importancia comercial. Fuente: Fundacin Chile. Delasespeciescultivadas,lasdemayorimportanciasonelarndanoalto(highbush),querepresentamsdel 80% del total de las dems especies cultivadas. Le sigue, en base al mismo anlisis, la especie ojo de conejo (rabbiteye), con una proporcin de alrededor del 14%. Elarndanoaltofuelaespeciequeprimeroseintrodujoacultivo.Esunaplantaoriginariadelacostaestede Amrica del Norte, con alrededor de 50 variedades, y que bajo ciertas condiciones de cultivo puede alcanzar alturas de hasta 2,5 metros. En Estados Unidos su cultivo se realiza desde la pennsula de Florida por el sur, hasta el lago Michigan en el norte. Debido al largo proceso de mejoramiento, iniciado en 1906, al que se somete a esta especie, se considera Jugo Concentrado de Arndano para Exportacin2010 7 Informe Final Realizado por Cristbal Arismendi Contreras como el arndano de mejor calidad en cuanto a tamao y sabor. El perodo de desarrollo del fruto es corto, comparado al arndano ojo de conejo, alcanzando hasta 90 das desde floracin a la madurez de la fruta. El arndano ojo de conejo es una especie que puede alcanzar hasta 4 metros de alto. Su mejoramiento gentico seiniciaen1940siendoporellodedomesticacinmsreciente.EsnativodelsurdeNorteamricayhaganado popularidadcomoespeciecultivadaporsutolerabilidadapHdesueloaltos,mayorresistenciaalasequa,mayor producciny frutade mejorconservacin en la post-cosecha.Elperododedesarrollo del frutopuedealcanzar90-120 das, segn los cultivares mejorados que de esta especie se conocen. Beneficios del consumo de Arndanos El arndano ha tenido una rpida aceptacin por parte de los consumidores de todo el mundo; es pequeo, fcil de cocinar y de larga duracin. Estas cualidades adems de su sabor nico han sido los detonantes para la produccin industrial. Los arndanos pueden ser consumidos como salsa, mermelada y jugo, otra especialidad es la repostera y la cocinatradicional.Losarndanoscontienenunacantidadimportantedecidoelgicoelcualtieneefectosinhibidores sobre qumicos que inducen el cncer. Los arndanos contienen tambin cidos mlico, trtrico, ctrico, lctico, benzoico, succnico, fermentos y vitamina A y C. Gracias a su aporte de vitamina A (pro-vitamina), los arndanos mejoran la visin nocturna.Estafrutatienepropiedadesalmismotiempotnicasyantispticas.Unadecoccindearndanosmataal bacilodelafiebretifoidea(bacilodeEberth)enveinticuatrohoras.Porestosereconocequelosarndanossonun antibitico natural eficaz por lo menos en las infecciones colibacilares. Losarndanosobtuvieronelprimerlugarenelrankingdecontenidodeantioxidantes,entreuntotalde40 especies de frutas, hortalizas y jugos analizados en el Centro de Investigacin de Nutricin Humana del Departamento de AgriculturadeEE.UU.Elvalornutricionaldelarndano,segnlaestandarizacindelaFoodandDrugAdministration (FDA) de los Estados Unidos, lo resume como un alimento entre bajo y libre de grasas y sodio, libre de colesterol y rico en fibras y vitamina C. El trmino alimento funcional se le puede atribuir a este fruto. Este trmino se origin en Japn hace ms de 10 aos,debidoaqueelpromediodeedadaumentabayporlanecesidaddeprevencindeenfermedades,se enriquecieron los alimentos de tal forma de darle un valor agregado a la comida. Los alimentos funcionales son aquellos queseconsumencomopartedeunadietanormalycontienencomponentesbiolgicamenteactivos,queofrecen beneficiosparalasaludyreducenelriesgodesufrirciertasenfermedades;esdecir,sonaquellosque,ademsde cumplirsufuncinnutrimental,ayudanalaprevencinydisminucindesntomasdeenfermedades,ascomola reduccin de condiciones como estrs, asma, infecciones urinarias, algunos tipos de cncer y enfermedad de Parkinson y son moduladores del colesterol, entre otros.Arndanos en Jugos de Fruta Porjugodefrutaseentiendeellquidosinfermentar,queseobtienedelapartecomestibledefrutasenbuen estado, debidamente maduras y frescas o frutas que se han mantenido en buen estado por procedimientos adecuados, inclusiveportratamientosdesuperficieaplicadosdespusdelacosechadeconformidadconlasdisposiciones pertinentes de la Comisin del Codex Alimentarius. El conocimientodenuestrapropensin genticaa enfermedades hadespertado el inters porlaprevencin de las mismas, siendo la dieta el factor ms importante. Son tres las principales enfermedades que causan la mayora de las muertes en el mundo moderno: las enfermedades cardiovasculares, el cncer y la diabetes. Los efectos devastadores de estas enfermedades pueden ser prevenidos o atenuados mediante una buena seleccin de los alimentos que conforman ladieta.Sipensamosquelaingestadejugosespartedeunadietaconveniente,esnatural,procesadosinaditivosni persevantes y la fruta del cual fue extrado es un alimento funcional podemos generar un producto que entregue muchas cualidades beneficiosas para la poblacin. Una manera de medir la concentracin de los jugos es a travs de los grados Brix, grado que mide el contenido deazcarpresenteeneljugo.Enpromediolosjugoscontienenunaconcentracinde10-20Brix.Elconcentradode jugodearndanotiene65Brixyparallegaraestosnivelesdeconcentracinesnecesariounprocesodeproduccin para retirarle el contenido de agua del jugo extrado del fruto para que quede en la concentracin deseada. Jugos en Estados Unidos. Mercado Objetivo El jugo es un componente importante del consumo total de frutas deEE.UU., representa un promedio de 38 por ciento del uso total de la fruta durante este perodo. La produccin de jugo es fundamental para el bienestar econmico de algunos sectores de frutas en los Estados Unidos, con gran parte de fruta va a proceso cadatemporada. El jugo de naranja ha sido tradicionalmente el jugo de frutas mas consumido en los Estados Unidos. La presencia cada vez mayor del consumo de jugos no ctricos ha ayudado a moderar la baja del consumo de jugos ctricos. El aumento en el consumo de jugos de frutas no ctricas est liderado por la creciente la demanda de jugo de manzana, tambin de los aumentos en Jugo Concentrado de Arndano para Exportacin2010 8 Informe Final Realizado por Cristbal Arismendi Contreras jugos de uva y arndano. En la industria del arndano, el mercado de jugos ha sido tradicionalmente el principal destino para la fruta, con estimaciones de la USHBC alrededor del 94 por ciento de la cosecha va a hacer el jugo cada ao. En los ltimos aos, sin embargo, un nuevo destino en la industria de arndanos, el secado de arndanos para cereales, ha proporcionando otra va fuerte para el uso de arndanos frescos. El jugo de arndano natural es bastante cido, por lo que seconsume en forma de cctel (para tragos) u otras mezclas similares y tambin ahora gracias al carcter de un alimento funcional se est empezando a consumir en la dieta diaria,comoelcarctersaludablequetienetomarunvasodejugodenaranjanaturaltodoslosdas.Comotal,el aumentodelconsumodejugodearndanosayudaaaumentarlademandadejugosdeotrasfrutasquesepueden utilizaren eljugomezcladoyestempezandoa sustituir al jugo de naranja en el concepto funcionalque ahora sele atae a este poderoso fruto. Otro segmento de importante potencial es el de los baby boomers (generacin nacida entre los aos 1954-64) con mayor poder adquisitivo y ms preocupada por una alimentacin ms sana (que muchos de ellos tienen problemas de salud como diabetes, presin alta, etc.). El potencial de los arndanos chilenos en EE.UU. serms alto, en la medida que se enfrente con un producto con mayor valor agregado. Concentrados de jugo, salsa de arndanos, pasta de arndanos, mermeladas, productos que puedensercomercializadosagranelparaquempresasproductorasenEE.UU.amplensugamadeproductosy puedenlleguenatenerunamejoranrecepcinenloscanalesdedistribucintalescomosupermercados.Enefecto, cerca del 95% de los arndanos son procesados en productos tales como jugos, salsas y arndanos endulzados secos. El 5% restante se vende como fruta fresca a los consumidores. 1.2 Mtodos de Produccin Lamayoradelosalimentosylosproductoscontienenunacantidadconsiderabledeagua.Porrazonesde economaenelembalaje,almacenamientoyeltransporte,odelaestabilidadmicrobiana,estaaguaesamenudo eliminada.Esteprocesonormalmentesellamaconcentracinyelobjetivoestenerunproductofinalquecuandose reconstituye con agua es lo ms cercano al original, es decir el producto de partida o producto de consumo original sin cambios en la calidad y valor nutritivo. La concentracin es una operacin unitaria vital en la industria de procesamiento dealimentos. Aunquehaymuchasformasparalaconcentracindelquidos,laevaporacinsiguesiendolaprincipal tcnica utilizada en la elaboracin de alimentos. La evaporacin es la operacin de concentracin de una disolucin por ebulliciny separacindel disolvente (generalmenteagua) que se utilizaenla industria delos alimentos con tres fines principales: a)Laconcentracinpreviadeunlquidoantesdeprocederaoperarconl,porejemplo,antesdelsecadopor atomizacin, secado en tambor, etc. b)La disminucin del volumen de lquido para reducir los costos de almacenamiento, embalaje y transporte.c)Paraaumentarlaconcentracindelosslidossolublesdelosproductosalimenticios,afindefacilitarsu preservacin como, por ejemplo, en la manufactura del jugo concentrado de arndano. Los requerimientos para una ptima evaporacin incluyen: 1)Transferencia de Calor adecuada. La tasa de transferencia de calor determina el tiempo necesario para realizarlaevaporacindeseada. Latransferenciadecaloren laevaporacin depende de factores tales como el tipo de alimento que se concentra, el tipode evaporador se utiliza (la eficiencia del diseo), y el tamao del rea de transferencia de calor. 2)Separacin Vapor-Liquidoeficiente. La separacin del vapor hervido dellquidosiempre es crucial para un diseo eficiente del evaporador. 3)Usodeenergaeficiente.Elevaporadordebehacerunusoeficientedelcaloryfuentesdeenerga disponibles. Esto se hace generalmente por ejemplo recuperando residuos calientes para precalentarla alimentacin; evaporacin multi-efecto, donde los vapores creados en una etapa se utilizan para calentar otra etapa, y en sistemas de re-compresin trmica, para mejorar el contenido de energa de los vapores creados durante la evaporacin. 4)Eltratamientoadecuadodelproducto.Productosalimenticioslquidospresentanproblemasespecficos para los evaporadores, los cuales que deben ser resueltos para garantizarla concentracin ptima. Por ejemplo,lanecesidaddeunfuncionamientohiginicoplanteaundeterminadodiseoyrequisitos especficosdematerialesdeconstruccin. Adems,lasensibilidadalcalordelamayoradelos alimentosponeunarestriccinalasfuerzasdetransferenciadecalor(basadoenladiferenciade temperatura) y los tiempos de residencia del producto en el evaporador.Jugo Concentrado de Arndano para Exportacin2010 9 Informe Final Realizado por Cristbal Arismendi Contreras Laevaporacintienenumerosasventajassobrelosprocesosdeconcentracinpormembranasypor congelacin.Laprimeraesunaventajaeconmica.Modernasplantasdeevaporacinsonmuyefectivasutilizando pequeascantidadesdelaenergaentregadaporelvaporcondensandoparagenerarlargosefectosdeevaporacin. Tcnicas como evaporacin multi-efectos y re-compresin trmica reducen grandes cantidades de vapor requerido para un cierto grado de concentracin. Otra ventaja de la evaporacin es el nivel de concentracin que se llega a producir. La evaporacinamenudollegaaconcentracionesde80a85%deslidos,mientrasqueprocesosdemembranay congelacin estn limitados por los efectos de la transferencia de masa y logran niveles ms bajos de concentracin. Hay aspectos relevantes que mencionar al momento de disearun proceso de evaporacin, se discutirnestos frente a los efectosdelprocesodeevaporacinenlosproductosalimenticios,ascomoelefectodelalimentosobreel funcionamiento del evaporador. -Elevacin del punto de ebullicin. La presencia de solutos altera la presin de vapor de la solucin y eso afecta el equilibrio del puntode ebullicin.Existen diversos mtodos para estimarla elevacinde estepunto, siempre la ms certera es la experimental, aunque existen diversas estimaciones presentadas en literatura y publicaciones. Laelevacindelpuntodeebullicintieneunefectonegativosobreelfuncionamientodelevaporador. Cuanto mayor sea la elevacin del punto de ebullicin, en concentraciones ms altas, menor es la temperatura global de la fuerza impulsora de vapor dada. Es decir, la temperatura global de la fuerza impulsora para el evaporador se determinaporladiferenciaentrelatemperaturadelvaporyelpuntodeebullicinenelevaporador. As,la capacidad del sistema de evaporacin se reduce, o, alternativamente, es necesario una mayor superficie para la misma capacidad de evaporacin. -Perdida de Voltiles. La mayora de los productos alimenticios lquidos contienen compuestos de sabor y aroma quetienenunavolatilidadrelativamayorqueladelagua. Porlotanto,estossaboresyaromasvoltilesse perdern en la evaporacin del producto, ya que el agua que se evapora durante la concentracin arrastra estos compuestos. Gran parte de la calidad del jugo de naranja, por ejemplo, proviene de la percepcin de sabor y el perfildearoma. Dadoquelaevaporacincuantitativamenteeliminavoltiles,puedeserdestiladaparaseparar los compuestos voltiles del agua. As resulta un destilado de sabory aroma exactamente igual al jugo original, el cual puede ser reinyectado en el concentrado. De esta forma la evaporacin sigue siendo la forma ms comnde concentracin en la industria de los ctricos, debido a lo econmico en comparacin con otras tcnicas. -Gasesnocondensables.Laacumulacindegasesincondensablesenunevaporadorcausaunaprdidade eficienciadebidoalareduccindelcontenidoenergticoeficazdelosvapores. Estosgasespuedenser generados a partir de varias fuentes. Prdidas de gas pueden provenir de los gases disueltos u ocluido, como el dixidodecarbonodelasreaccionesderespiracin. Adems,losgasesdeamonacocausadoporreacciones de degradacin de protenas se pueden encontrar en los vapores. -Sensibilidad trmica de los alimentos. Muchos compuestos de los alimentos sometidos a modificaciones trmicas sufrenmodificacionesduranteelproceso. Estoesgeneralmentenegativoenlacalidaddelalimento,peroa vecespuedeserbeneficioso,comoenladesactivacintrmicadelasenzimasymicroorganismos. Durantela evaporacin,sinembargo,setratademinimizarcualquierefectoinducidotrmicamente. Losefectosnegativos incluyenladesnaturalizacindelasprotenas,quepuedecausarlaprecipitacinysuciedad,prdidadelos coloresysabores,comoenelpardeamientodelosproductoslcteosyjarabesdeazcar; ylasreacciones qumicas,comoenlahidrlisisdesacarosaoladegradacindelavitamina.Sehandesarrolladotcnicasde diseo paraminimizar estas reacciones trmicas negativas. Engeneral,estas se dividen en tres categoras. La primera es el uso de baja presin, la evaporacin a baja temperatura. El funcionamiento a baja presin provoca la evaporacin del agua a temperaturas ms bajas, lo que resulta en menos destruccin trmica. En general, la mayoradelaevaporacindealimentosparalaconcentracindeproductossensiblesalcalorseproducea temperatura inferior a 75 C. El segundo principio de diseo consiste en minimizar la cantidad de tiempo que el alimentopasaaaltastemperaturas. Elobjetivoesreduciralmnimolareaccincinticaparaelprocesode degradacin. Por lo tanto, evaporadores ms comerciales tienen un corto tiempo de residencia del producto en el readetransferenciadecalor. Eldiseodelevaporadorparalaindustriaalimentariasehacentradoentornoa esteprincipioyexistenvariosdiseos.Laterceratcnicaparareducirladegradacintrmicaesreduciral mnimolatemperaturaglobaldelafuerzaimpulsoraparareduciralmnimolatemperaturamximaqueel productodebeexperimentar(enlasuperficiedetransferenciadecalor).Porlogeneral,bajasdiferenciasde temperaturas se usan en la evaporacin de alimentos trmicamente sensibles. -Propiedades fsicas y qumicas del alimento. Varias propiedades del alimento deben ser contadas para un diseo eficiente del sistema de evaporacin. La primera es la alta viscosidad que pueden llegar a tener ciertos alimentos quecontienenazucares,salesyprotenasenaltasconcentraciones.Estasaltasviscosidadesllevanconsigo cambios en la densidad, conductividad trmica, capacidad calorfica, limitando la razn de transferencia de calor enelevaporadorypuedenlimitarelefectodeconcentracinalcanzado.Generalmente,elprocesode evaporacinpuedeconcentrarfluidosdealimentosentreun70y80%decontenidodeslidos(paramayores concentraciones,cercanasal98%,hayquealcanzarotrascondiciones).Laspropiedadesreolgicasdelos alimentos pueden ser importantes tambin en trminos del material de construccin o de problemas de bombeo. Jugo Concentrado de Arndano para Exportacin2010 10 Informe Final Realizado por Cristbal Arismendi Contreras -Ensuciamiento del rea de Transferencia de Calor. Inducir calor en el tratamiento de alimentos puede causar la formacin de compuestos que se depositen en la superficie de transferencia de calor. Estas capas de suciedad limitanlavelocidaddetransferenciadecaloryreducenlacapacidaddelevaporador.Dependiendodeltipode sistemadecontrolenfuncionamiento,lasuciedadaumentarelconsumodevapor,odisminuyendola concentracindeseada,obajeelniveldeentradainicial,ounacombinacindeestosefectos. Paralimpiarla superficiedelasuciedad,elevaporadordebeserapagadoylimpiado,dandolugaraprdidasoperativas adicionales.Eneldiseodeevaporadoreshayqueagregarelefectodeestaresistenciaalatransferenciade calorylaconsiguienteprdidadelacapacidad. Principiosdediseo,talescomoeltratamientopreviode alimentacin, el mantenimiento, las velocidades de flujo adecuadas, y reducir al mnimo las fuerzas motrices son incorporados para minimizar la tasa de suciedad. -LimpiezaySaneamiento.Peridicamente,elevaporadordebeserapagadoparaserlimpiadoysanitizado.El ciclo de limpieza depende de la razn de ensuciamiento del evaporador. Este puede ser desde diario, como en la industria lctea, hasta semanal o ms largo en procesos de refinacin de azcar.El ciclo ptimo depende entre elmximorendimientoyelmnimocostodeproduccinquesepuedelograrparaunlotedeterminadode produccin. Existendiversosdiseosdeevaporadores,quesegnlascaractersticasanteriormentesealadas,son especficosparadiversosprocesosdeconcentracin.Todoslosevaporadoresestncompuestosdelosmismos componentes. Estos se resumen en un recipiente para el vapor como medio calefactor, un dispositivo de distribucin de laalimentacin,unseparadorvapor-liquidoyuncondensador.Laseleccindeltipodeevaporadorsedetallaraenel estudio tcnico.1.3 Principales proveedoresde materias primas yvolumen de sus suministros La superficie plantada de arndanos en el mundo lleg a algo ms de 60.000 hectreas en 2007, de la cual un 71%seconcentraenpasesdelHemisferioNorte.Enesehemisferio,lasmayoressuperficiesseencuentranenlos Estados Unidos (27.345 ha), Canad (7.203 ha)y Polonia (2.711 ha), mientras que el resto se distribuye entre algunos pasesblticosyotroseuropeosconsuperficiesmenores.EnelOrientesedestacanlasplantacionesrealizadasen China, quelleganalas1.872 ha. La superficie plantada de arndanosha aumentado explosivamenteenelHemisferio Nortedurante los ltimos aos, como resultadode los mayores precios que esa fruta haalcanzado en el mercado.Un crecimientoanmsaceleradohantenidolasplantacionesenelHemisferioSur,decaraalaextensaventanade mercadoqueexisteparaelproductoentrelosmesesdeoctubreyabril;yparticularmenteenrespuestaalas oportunidadesquehaabiertoelpersistenteaumentodelconsumodearndanosfrescosyprocesadosenlosEstados Unidos. En el ao 2007, la superficie plantada en el Hemisferio Sur alcanz las 16.789 ha, superior en casi 11.000 ha a la existente en 2003 (un crecimiento a una tasa anual de casi 30%). En esta expansin han participado principalmente Chile y Argentina, y, en una medida bastante menor, Australia, Nueva Zelanda, Uruguay y Sudfrica. EstadosUnidoseselprincipalproductoryconsumidor mundialdearndanos.Deltotalproducidoenelmundo duranteelao2007,108miltoneladasfueronconsumidasenesepas:66milcomoproductofrescoy42milcomo procesado. El consumo de arndanos frescos en EE.UU. ha crecido a una tasa del 7,7% anual en los ltimos diez aos. Una parte importante de este incremento proviene del mayor consumo del fruto fresco en contra estacin, que ha tenido unaumentoanualcercanoal38%durantelaltimadcada.Ladisponibilidaddesuministrodelproductodesdeel HemisferioSurhahechoqueelconsumodearndanosencontraestacinlleguearepresentarun25%delconsumo total anual del producto fresco en ese pas, una proporcin que diez aos antes apenas alcanzaba al 2%. Chile ha sido el principalabastecedordeesteproducto,conunaparticipacincercanaal90%delasimportaciones.Enlosaos recientes,lapresenciachilenaenesemercadosehavistoreducidaporlaentradadeArgentina,convolmenes fuertemente crecientes. En la Figura 1 se muestra el calendario de produccin mundial de arndanos segn regiones en el mundo. Figura 1. Disponibilidad estacional de arndanos en el mundo. Jugo Concentrado de Arndano para Exportacin2010 11 Informe Final Realizado por Cristbal Arismendi Contreras Porotroladosedistinguentrestiposdedisponibilidaddemateriaprimaparalaindustriadeprocesamientode frutas frescas, pensando en lo existente hoy en da en Chile: -CultivosanualesdeFrutasparalaagroindustria.Setratadeproductorespequeosymedianosque,mediante contratoportemporada,producenmateriasprimasdecultivosespecficosparaelprocesoagroindustrial.El materialgentico,laasistenciatcnicaymuchasveceselfinanciamientoesprovistoporlaempresa agroindustrial.Lasfrutasquesedestinanaindustrializacinsuelenserdeusoexclusivo,dadoquerequieren condiciones de alta calidad y buenos rendimientos agrcolas y agroindustriales. -Cultivospermanentesdefrutalesparalaagroindustria.Seincluyenplantacioneshortcolasyfrutcolascon orientacin preferente a la agroindustria. Algunos de los productos se exportan o se consumen en estado fresco en el mercado interno, compitiendo por su uso con la agroindustria. En este caso se encuentran agricultores que haninvertidouncapitalimportanteenplantacionesytecnologadeproduccin.Lossistemasdecomprade materia prima son diversos. En arndanos para congelado, porejemplo existe la produccin propiaintegrada o formasdeasociacinconterceros;parajugosconcentradospredominalacompradelamateriaprimaenlas plantas; en pasas, la compra de la materia prima deshidratada al sol, etc. -Descartes de exportacinde frutas frescas.Se tratade productores de frutas que orientan suproduccina los rendimientosdeexportacinenfresco,queeselobjetivodelaempresayparasusclculosderentabilidad financialaplantacinylaoperacindelhuerto.Laagroindustriacomprasusdescartessegnrequerimientos especficos,establecindosemercadosdiferenciadosconformeasucalidad.Lafrutadecalidadparaconsumo fresco se vende en el mercado, compitiendo con la agroindustria. En el ao 2007 se realizo el ltimo Censo Agropecuario y entrego (Tabla 3) las siguientes cifras sobre los cultivos de arndanos en produccin y proceso en las regiones de Chile: VIICENSONACIONALAGROPECUARIOYFORESTAL Frutales Menores ARNDANO (Sup. H) REGPROCOMNombre Comuna En Formacin Plantado Ao 06-07 En Produccin Total Total Regin de Tarapac0,000,000,000,00 Total Regin de Antofagasta0,000,000,000,00 Total Regin de Atacama0,000,000,000,00 Total Regin de Coquimbo247,50193,8542,60290,10 Total Regin de Valparaso166,90100,60125,90292,80 Total Regin del Libertador General Bernardo OHiggins569,70376,30385,60955,30 Total Regin del Maule1.531,251.184,051.132,502.663,75 Total Regin del Biobo1.469,10857,501.171,302.640,40 Total Regin de La Araucana817,70609,90709,001.526,70 Total Regin de Los Lagos417,00316,10473,30890,30 Total Regin del General Carlos Ibaez del Campo1,250,250,351,60 Total Regin de Magallanes y la Antrtica Chilena0,000,000,000,00 Total Regin Metropolitana de Santiago187,9090,50228,90416,80 Total Regin de Los Ros610,90516,20519,501.130,40 Total Regin de Arica y Parinacota0,000,000,000,00 Total general6.019,204.245,254.788,9510.808,15 Tabla 3. Hectreas en formacin, plantadas en 06-07 y en produccin de arndanos en Chile. Fuente. Censo Agro. 2007. ElcensoreveloquelamayorconcentracindeplantacionesseencuentraentrelaVIIyXreginjuntocon mostrarquelaVIIyVIIIregintienenapartedelasmayorescifrasdeplantacionestotales,lasmayorescifrasde plantaciones en formacin tambin, por lo que ubicarse en esas regiones disminuira costos de transporte de las materias primas, sumando la cercana a puertos de despacho (Talcahuano, por ejemplo). Porotrolado,estudiosrealizadosporFedefrutaylaODEPA(Tabla4)muestranqueenlosrendimientosde produccinparalaexportacindelfrutofrescorondancercadel60%delaproduccinrealizada.Porloquesepuede estimarvolmenesdedescartessegnlasexportacionesrealizadas,aunqueproyectandoqueestosmrgenesde descartesirndescendiendocadavezyaquelasempresasluchanpormejorarsusestndaresdeproducciny aumentarlacalidadycondicindeexportacindelfrutofresco.Lasiguientetablamuestraparaelao2007los mrgenes de descartes que se generaron en la exportacin de arndanos y otras frutas. Jugo Concentrado de Arndano para Exportacin2010 12 Informe Final Realizado por Cristbal Arismendi Contreras Especie Produccin Ha Exportable Ha % Exportacin Ton exportadosRendimientoX TON/ha HaNo exportable%No Exportable TonNo exportable Arndanos170001000058,8211492,1700041,214804 Limones500001800036,0205431,13200064,036521 Ciruelas300002000066,71057845,31000033,352892 Duraznos300002250075,0489482,2750025,016316 Kiwis220001760080,01304947,4440020,032624 Manzanas620004216068,059682814,21984032,0280860 Nectarinos300002250075,0558892,5750025,018630 Peras500003400068,01021173,01600032,048055 Uvas220001650075,080749348,9550025,0269164 Tabla 4. Especies Frutales Exportadas 2006. Fuente: Departamentos de Estudios FedeFruta (ao 2006/2007). Esteestudiocontienemsprecisinqueelcenso,yaqueabarcalasregionesqueelcensonoabarco.Sinos enfocamosenelporcentajenoexportable,elao2007segeneraron14804toneladasconcalidadnosuficientepara exportar,lacualsedestinaparaelmercadolocalycomomateriaprimaparalaagroindustria.Siasumimoscomo promedioparatodaslasregioneselporcentajenoexportable(41,2%)yelrendimientoporhectrea,paralaVIIyVIII regin se tiene (segn el censo 2007) un total (entre produccin y formacin) de 2663 y 2640 hectreas, por lo que con estos promedios establecidos se contaran con 1097 y 1087 hectreas que no cuentan con la calidad para exportar, por ende,2303y2282toneladasdecalidadnoexportable,segnlosestudiosdeFedeFruta.Porlotanto,deltotalno exportable la VII y VIII regin cubren un 16% cada una. Grafico 1. Incremento Exportaciones. Fuente: FedeFruta. EnelGrafico1seobservaelaumentodelasexportacionesdearndanosfrescosenlosltimosaos,ylos porcentajes entre cantidades exportables y no exportables se mantienen, ms los porcentajes de la VII y VIII regin (de donde se obtendr mayoritariamente la materia prima) tambin se mantienen con respecto del total pas. Se obtiene una proyeccindeladisponibilidaddemateriaprima,decalidadnoexportable,enbasealaproyeccindelas exportaciones del fruto fresco, la cual se presenta en el Grafico 2. Grafico 2. Toneladas de arndanos disponibles para Agroindustria en VII y VIII regin. 0501001502002503002000 2005 2010 2015 2020miles Toneladas Ao Arndanos "no exportables" en VII y VIII Regin. Toneladas disponibles vs Ao Jugo Concentrado de Arndano para Exportacin2010 13 Informe Final Realizado por Cristbal Arismendi Contreras 1.4 Logstica, Comercializacin y Riesgos LaindustriaChilenadejugosseencuentrabastantedesarrolladaenelmedio,orientandogranpartedesu produccin al mercado de exportacin debido al escaso consumo que presenta el mercado nacional, el que adems es mayoritarioenespeciessubtropicalescomonaranjaypia.Deestaformaelpassehaespecializadoenjugosde manzana, ciruelas, carozos, uvas, peras y berries, los cuales compiten en los mercados internacionales como comodities a precios muy bajos. De esta forma la industriabasa su desarrolloen el procesamiento delas frutas dedescarte dela fruticultura, las cuales son deficientes en calidad y muy heterogneas. La industria se ha diversificado a jugos de berries yotras frutas quepresentan mejores precios, pero sobre labase de descartes,los cuales compiten fuertemente con la materiaprimadestinadaalprocesodecongelamientoIndividualQuickFrozing(IQF),lacualanesdealtoprecio.De esta forma la industria de jugos crea espacios de crecimiento en la medida que el resto de las industrias generan mayor cantidad de ineficiencias. Laindustriaseconcentraenproducirproductosagranelloscualessonterminadosenlospasesdedestino, debidoalaltocostodefletequerepresentaelaguapresenteenelproductofinal.Deestaformalasplantasse enfrentanapreciostipocomoditiessinningunadiferenciacindemarcay/ocalidad,msquelabsicaexigida.La competencia dentro de la industria est en ser lderes de costo de manera de poder marginar por volmenes transados. La compra de materias primas generalmente no representa una competencia seria,ya que los precios pagados sonmuyuniformes,haciendoladiferencialasformasdepago,losdescuentosocastigosefectuadosalafrutaylos costosasociadosalaoperacin.Sepuedesealarademsqueelmercadointernodefruta(vacentralesde abastecimientos y ferias mayoristas) compite fuertemente con la industria de jugos por captar la fruta descarte, lo cual indicaquenoslolacomponenteprecioestpresentealmomentodelanegociacin,sinotambinlaseriedadal momento del pago al que los productores estn muy acostumbrados. De esta forma el atractivo del proyecto es relativamente alto en la medida que el pas siga posicionndose como productorde fruta fresca,situacinque seguir produciendolos descartes necesarios para esta industria.Un riesgoes que en la medida que el mercado demande una mayor calidad del producto, se obligar a traspasar a los productores los requerimientostcnicosparallegaraesacalidadobteniendodeestaformaunamejoraenlosestndaresdeprecioa productoryunaespecializacinenlaproduccindefrutaparalaindustria.Lafuertesolicituddeproductosdetipo orgnicos a incrementado los precios pagados a productor entre un 20 a 30% de acuerdo al sondeo realizado entre los procesadoresdelaregin.Otrofactorquetornaatractivaalasituacineselrelativamentebajonmerodeplantas presentes en el pas. Esto indica que existe espacio para crecer. SinembargosedebetenerpresentequeChiletrabajaenelsegmentodelosjugosdereasfras(berries)y mediterrneas (pomceas, carozos, uvas) lo que representa un desafo en dichos pases donde el fuerte de consumo lo constituyenfrutastropicalesysubtropicales,razndelexportarporahorasoloaEstadosUnidos.Conlos acontecimientosrecientesdeseguridadinternacional,laseguridadalimentariasetornarcadavezmsrelevanteyla posibilidad de brindar productos trazados con envasado en origen se puede constituir en una alternativa real. Del mismo modo la baja de aranceles a mercados como el europeo o americano permitir ingresar productos con un mayor grado de manufactura a costos competitivos, para lo cual se debe trabar paulatinamente en la medida que se va produciendo la desgravacin. La firmadel acuerdo conel mercado americano beneficiaa las agroindustrias procesadoras de jugos de berries, ctricos y ciruelas, ya que los jugos de manzana y pera estaban liberados de proteccin arancelaria especifica. Respectoalmercadointernolaindustriatieneundesafobastanteimportantepordelantequesecentraren asociar los conceptos de salud y producto natural con el de sus jugos. A nivel interno el consumo de este tipo de jugos es mnimosiendopreponderanteslosjugosdepulpadefruta,lossucedneosyrefrescos.Adicionalmentelasprincipales frutas demandadas sonlanaranjaypia enlos cuales la industriano es muy fuerte. Poresta razn el desafo est en lograrpromoverelconsumoenelmediolocal,loqueconllevaunafuertecampaadeeducacindelapoblacin,la creacin de alianzas estratgicas con las empresas presentes en el mercado o fuertes inversiones que permitan abordar el mercado. En cuanto a traslado del producto inicialmente y para esta evaluacin en formato a granel desde la planta hasta el mercado Estadounidense y su comercializacin estas partes del proyecto sern tercerizadas, vale decir, contratar o firmar un contrato de venta, con una empresa o persona jurdica, que se encargue de estas etapas. Para la etapa del traslado del producto al mercado destinado (Estados Unidos) se contratara a una empresa que se encargue de todos los complicados procesos de movilizacin de cargas a otros pases realizando las distintas etapas queesteprocesoinvolucra.Este tipodeEmpresas o Personasse les adjudicao relaciona con el concepto deFreight Forwarder,oagentesdeconsolidacindecargas,yseencargandeorganizarygestionarlasexportacioneso importaciones de una persona o Empresa. Estos agentes no son transportistas activos, sino que se comportan como un agenteoterceroqueproveedelalogsticadedistribucindelosenvosendistintasEmpresasTransportistasque manejaelagente,yaseaporaire(avin),mar(barcos)otierra(trenesocamiones).Estasempresastienentodala prctica y conocimientos sobre los documentos y procedimientos que hay que hacer para envos internacionales. Alguna Jugo Concentrado de Arndano para Exportacin2010 14 Informe Final Realizado por Cristbal Arismendi Contreras de las informaciones tpicas que manejan los Freigth Forwarder son generar las facturas comerciales, declaraciones de exportacin, facturas de embarques y desembarques y cualquier documento que requiera la empresa de transporte o el pas que recibe el producto. En Chile, por ser un exportador potencial a mercados internacionales, existen numerosas empresas dedicadas a estenegocio.Unaempresaslida,lderenelmercado,contecnologadepuntayprofesionalescapacitadospara atendertodaslasnecesidadesdetransporteconlamximaeficienciaesCraftMultimodalChile(www.craft.cl).Esuna multinacionalespecializadaentransportedecargasdeimportacinyexportacin,conlamayorcoberturanacional.A travs de una red mundial, trabajan con la mayor oferta en frecuencias de embarques directos. Su atencin especializada ydiferenciadajuntoaunagranvariedaddeservicios,posibilitabuscarsolucionesespecficasparacadaproyecto. Durante su trayectoria a nivel internacional Craft Multimodal se especializa en conocer las necesidades de cada proyecto. EldepartamentodeVentas,porejemplo,siempretendrnaccesoalainformacindelacargaenviadamediantelos avisosautomticosdestatusdecarga.Otraempresadedicadaaesterubroydondeserealizaranloscontactosy cotizacionescorrespondientesesFastMarkCorporation(www.fastmark.cl),dedicadaaproporcionarasusclientesla logstica y servicio de transporte de primera calidad, eficiencia y confiabilidad. Ofrecen un amplio rango de servicios para todorequerimientodeembarque,manejo,almacenajeyconsolidacindelacarga.Supersonalestaltamente capacitadoparaofrecersolucionesbasadasenlasnecesidadesespecificasdecadaunodesusclientesyesforzarse siempreenofreceratodoslasmejorestarifasyalternativasdetransitoposiblesdeacuerdoalosrequerimientos particulares,teniendocomoobjetivofundamentaldentrodesusmisiones,incrementarlasutilidadesycumplirconlos plazosdeentregaparadejarlomssatisfechosposibleasusclientes.EstaEmpresatieneentresusoperaciones martimascontratosconlasprincipalesnavieras,mltiplesopcionesdeembarque,consolidacindeacuerdoalos requerimientosdecadacliente.Encuantoalbodegaje,cuentaconbodegajedecargashasta30das,cmarasde seguridadfuncionandolas24horasdeldaypersonalentrenadoparaeltrasladosegurodelascargas.Estaempresa tiene vasta experiencia en el transporte de todo tipo de mercaderas, es decir, cargas secas, congeladas, refrigeradas y restringidas.Estncompletamentecapacitadosparaentregartodalalogsticanecesaria,desdelarecepcinenorigen hasta la entrega en el destino final, todo sin perder de vista en ningn momentola conveniencia del cliente en trminos deseguridad,costos,tiemposdetransitoeinstruccionesespeciales.Susserviciostambinsumanladocumentacin necesariaparadistintospases,asistenciaparatrmitesaduaneros,segurosdecarga,serviciodetransportepuertaa puerta,manejodecargasrestringidasenconformidadconestndaresinternacionalesyserviciodeembalajeyre-embalaje. En definitiva ofrece todala logstica de despacho del producto, facilitando todala evaluacin del proyecto en cuanto a costos de envi y transporte del producto al mercado de destino. Para la etapa de distribucin y comercializacin del producto, este por las caractersticas del mercado de jugos, y elformatomscmodoparalaexportacinenestemomento(agranel)secontactaraygenerarauncontratoconun Agente de venta del mercadodestinado,llamados tambin Broker. Un Broker de Productosacta como intermediario entrecompradores y vendedores deproductos. Es responsablede conjuntaradichaspartesy suobjetivo esvenderel productoenelmercadoobjetivo.LamejormaneradeubicarlafuncindeunBrokerescompararloasuparientems cercano o a un corredor de bienes races. El trabajo de un corredor de bienes races es el ubicar vendedores de casas y cazarlosconcompradorespotenciales.Eneleventodequeselogrelaventasegananunacomisin.ElBrokerhace exactamenteelmismotrabajoqueuncorredordebienesraces,aexcepcindequevendeproductos.LosBrokers asisten a empresas en la venta, ensea los negocios que tiene en cartera, ubica negocios que puedan estar disponibles para el proyecto, prepara y entrega todos los documentos necesarios para cerrar el trato, y asiste en el cierre de la venta. Un Brokertiene como clientes aempresarios o exportadoresque deseanvendersus productos en mercados lejanos o donde no tienen contactos los empresarios con potenciales compradores del producto u negocio. Alguna de las funciones que el Broker desempea es captar los negocios que estn en la cartera, asesorar a la empresa o proyecto en la cadena de valor del negocio, solicitar los datosy formatos del productoy documentos para generar la venta, armar un paquete depromocinyventadelproducto,promocionarelproducto,atender,orientar,calificaryregistrarapotenciales compradores,acercaralaspartesdirectasdelnegocioparaqueestesecierreyorientarlosparaelcierresegurodel negocio y preparar y acompaar a las partes hasta el da del cierre del negocio. La comisin es proporcional a la venta realizada y generalmente en el mercado de los Broker de alimentos chilenos estos cobran entre un 3 y 8 % decomisin sobre el precio FOB del producto comercializado. Uno de los ms grandes BrokerIndustrialesdefrutaespecializadosenlacomercializacindejugos, concentradosypursdefrutas,esWorldConcentratesCorporation(www.worldconcentrates.com),empresadedicada pormsde30aosenlacomercializacindepulpasdefrutasdeAmricaLatinaparausoindustrial.Cuentancon proveedoresenArgentina,Chile,Brasil,Colombia,EcuadoryAmricaCentral,ofreciendoproductosdealtacalidady precioscompetitivos en diversos mercados. Su xito se basa en la oferta de productos de gran calidad con un servicio excepcional al mejor valor. Combinan su experiencia con la informacin de mercado que manejan para beneficiar a sus clientesyproveedoresdediferentesindustrias.SirveclientesenEuropa,AmricaLatina,NorteAmricayJapna travsdedistintospuntosde partida.Segn su calendario de provisin de productos para ofrecer,para los arndanos, disponenduranteEnero,FebreroyMarzo.ConelvnculoqueserealizaraconesteBroker,podrnofrecerjugo concentrado de arndano durante todo el ao, ya que gracias a la baja actividad microbiolgica que posee este producto ysuformadealmacenamientoagranel,tieneunaduracindevariosmeses,porloquelacantidadexportada anualmente,serdistribuidadurantetodoelaoporestaempresa.Paralaevaluacinrealizadaenesteproyecto,se asumir un 8% de comisin del precio de exportacin del producto.Jugo Concentrado de Arndano para Exportacin2010 15 Informe Final Realizado por Cristbal Arismendi Contreras 2.Produccin en el Mercado Objetivo2.1 Calidad del producto Segn la USHBC el arndano se comercializa en forma lquida en los siguientes formatos: LiquidoProceso (ejemplo)EnvaseCalidad Uso T Alm. Pur Simple ArndanoFresco>Triturado> Pasteurizado> Empacado> Congelado Cubosplsticos,bidonesy cajasconplastibolsas. Barriles400lb(181kg)(55 gal,208L) Brix 8-15 pH 2,8 - 3,5 Usadoen saborizantes, rellenos. -18 a -23 C Pur Concentrado ArndanoFresco> Triturado>ConcentracinPasteurizado> Empacado> Congelado Cubosplsticos,bidonesy cajasconplasti-bolsas. Barriles400lb(181kg)(55 gal,208L) Brix 20, 37, 40 pH 2,8 - 3,5 Usadoenjugos, sabores, mezclas. -18 a -23 C Jugo Simple ArndanoFresco>Triturado>Filtrado Pasteurizado> Empacado> Congelado Cubosplsticos,bidonesy cajasconplasti-bolsas. Barriles400lb(181kg)(55 gal,208L) Brix 8 -15 pH 2,8 - 3,5 Usadoenjugos naturales de fruta -18 a -23 C Jugo Concentrado ArndanoFresco>Triturado>Filtrado Pasteurizado>Concentrado>Empacado> Congelado Cubosplsticos,bidonesy cajasconplasti-bolsas. Barriles400lb(181kg)(55 gal,208L) Brix 45, 65 pH 2,8 - 3,5 Usadoenjugosde frutanatural, helados. -18 a -23 C Tabla 5. Formatos de Importacin de Arndanos en formato lquido. Fuente: USHBC. Comisin de Arndanos de EEUU. Para el caso del jugo concentrado el producto se comercializa en 45 o 65 Brix y refrigerado entre-18 y -23 C, esto permite una preservacin del producto de ms de 12 meses. Como se observa y segn lo presentado en el sitio de laComisindeArndanosdeEstadosUnidos(USHBC),serequierenoutilizarpreservantes,niaditivosenninguna etapa del proceso de produccin.2.2VolmenesdeproduccinenelMercadoObjetivoenlosltimoscincoaosylos principales productores Engeneral,lasperspectivasparalosabastecedoresdelhemisferiosurenEEUUsonbuenas,yaqueesun mercado con alto consumo de arndano, debido a que la especie es originaria de Norteamrica y es el principal centro productoryexportadorjuntoconCanad.Apesardelconstanteaumentoenlaproduccin(comoseobservaenel Grafico B), los precios a nivel de productor no se han visto resentidos, incluso han aumentado progresivamente junto con la oferta. El Peak de oferta de arndano local es entre mayo y septiembre y obviamente existe una fuerte estacionalidad en el consumo debido a esta razn. Grafico B. Produccin de Arndanos en EEUU. Fuente: Consorcio de Arndanos EEUU. Elcrecimientodelmercadodefrescocontinaconexcelentesoportunidadesenlaproduccinde elaborados. Aunque una gran cantidad de arndanos se consumen en el hogar, un porcentaje creciente de la cosecha se exporta. Con la creciente conciencia de la salubridad de los arndanos, existe un mayor inters tanto en los arndanos frescosyelaboradosconunavariedaddeformatosdearndanosparacumplirconlosrequisitosdelfabricante.Los Jugo Concentrado de Arndano para Exportacin2010 16 Informe Final Realizado por Cristbal Arismendi Contreras consumidoresquierenarndanosencadabocado,deacuerdoalainvestigacinUSHBC. Elconsumopercpitade arndanosaumentodemsdel70%endiezaosyelmercadodeproductosfrescosconsumopercpitaenel2009 proyectaunnuevorcordde0,99librasporpersona,ahoraesunmomentoexcelenteparainnovacionesenlos productos de arndanos.2.3 Situacin actual de los mayores productores Dado que el concentradode arndano es un producto bastante nuevo de exportacin en Chileestcatalogado conuncdigoaduaneroqueagrupaaLosdemsjugosdefrutasyhortalizas,sinfermentarysinadicindealcohol, incluso con azcar u otro edulcorante. Los mayores productores el ao 2008 se muestran la Tabla A: ExportadoresTon%M US $ Fob% Comercial Austral Chile11331,9226433,5 Agrcola San Clemente9226,0187727,7 Bayas del Sur9627,1165524,5 Agrcola Cran Chile4913,887913,0 Tradecos Chile41,1891,3 Total3546764 Tabla A. Exportadores Jugo Concentrado de Arndanos. Fuente. Chilealimentos 2008. Aunque sus volmenes de exportacin no son muy altos, de todas forman generaron buenos niveles de ingresos por ventas.3.Exportacin e importacin LasimportacionesdelproductoenEEUUsepuedenanalizarperoenelpasnoexistenimportacionesdeeste tipo de productos ya que no son consumidos por la poblacin, en cuanto a las exportaciones, se presenta una estadstica realizada por Chilealimentos. Grafico F. Importaciones como porcentaje destinado para la produccin de jugos de fruta (todas las frutas).Fuente. USHBC. No se cuenta con datos sobre la importacin de jugo concentrado de arndanos ni otras frutas, pero el Grafico F muestraqueenEstadosUnidoshahabidouncrecienterequerimientodemateriaprimaparaproducirjugodefruta, aumentando el porcentaje de importacin destinado para la produccin de jugo de fruta. Si se analiza el incremento del consumo de jugos de arndano y se suma el incremento en el destino para la produccin de jugos de fruta, se observa unaumentoenlasimportacionesdeproductosqueseanparalaproduccindejugosdefruta,pudiendoposicionaral jugoconcentradodearndanocomounproductoquecumplaconestosrequerimientos.Sepuedesumartambinel hecho del creciente consumo de arndanos por la caracterstica nutrimental que este fruto tiene. Chilealimentos presenta las exportaciones de jugo de arndanos (Grafico H), aunque no especifica su estado, se intuye que es concentrado, ya que no es rentable exportar jugos diluidos, por el costo de transporte innecesario de tanta agua.Jugo Concentrado de Arndano para Exportacin2010 17 Informe Final Realizado por Cristbal Arismendi Contreras Grafico H. Exportaciones de Jugo de Arndanos. Fuente. Chilealimentos. Senotaunclaroincrementodelasexportacionesdeesteproducto,ysegnfuentesdecomercioexterior revisadas,losprincipalesdestinodeesteproductoson(enordendescendente)EstadosUnidos,Alemania,Holanda, Japn, Canad, Nueva Zelanda, Inglaterra, Brasil, Australia y Sudfrica.4.Estudio de los precios nacionales del producto El Grafico L muestra el aumento en los precios de exportacin de jugos concentrado de arndanos en los ltimos aosylaproyeccindeestos(del2003al2008sondatosprovenientesdeCOMEXCCS)asumiendoquenohayun crecimiento en los precios, ni una disminucin tampoco. Grafico L. Precio Jugo Concentrado de Arndano. Fuente. COMEXCCS y Elaboracin propia. Es necesario tambin tener claro cul es el precio del berrie para el proceso de obtencin del jugo concentrado, para ver a groso modo si es rentable en base de los rendimientos promedios de produccin y los precios disponibles de la materia prima y el precio de venta del concentrado. Tabla K. Precios Nacionales de Berries del 4-01-2010 al 10-01-2010. Fuente. Agencia Desarrollo Productivo de la Regin del Maule. DelaAgenciadelaRegindelMaule(VII)yProChile(comoejemplosecolocalaTablaK,quemuestralos precios para berries entre la semana del 4 de Enero hasta el 10 de Enero del 2010) se obtienen precios para los periodos 05000100001500020000250002003 2008 2013 2018Precio US$/Ton Ao Precio Jugo Concentrado de Arndano de ExportacinJugo Concentrado de Arndano para Exportacin2010 18 Informe Final Realizado por Cristbal Arismendi Contreras de cosechas en Chiley se manejan precios queoscilan,desde elinicio delosperiodosde cosechade 0,6 US$/Kg de arndanodisponibleparaprocesado,hasta1,2US$/Kgenlosfinalesdelatemporada.Porendesefijaunprecio promedio de 0,8 US$/Kg (800 US$/Ton), asumiendo un crecimiento promedio de 10 % anual para su precio. 5.Consumo del producto en el mercado objetivo 5.1Equilibrio de la oferta y la demanda

LaofertaseobtienesegndatosdeChilealimentos(TablaG),dondepresentalasexportacionesChilenasde concentrado de arndano en las caractersticas requeridas por el mercado de EEUU. Ao2001200220032004200520062007 Jugo concentrado de arndano (US$ FOB)129711812848434820014359 Precio venta US$/Kg----6,38,57,215,719,2 Tabla G. Oferta Chilena de Jugo concentrado de arndano. Fuente: Chilealimentos. DeinmediatosepuedeconcluirquelaofertaenChileesmuybajaencomparacinconlaproduccin Estadounidenseyquetambinesprobablequefaltenreferenciassobrelasexportacionesparatenermsclaraesta tendencia.La demanda se puede analizar en base al anlisis de las fuentes de los proveedores de jugos en EEUU, que se ensean a continuacin (Grafico O). Grafico O. Fuentes de Jugos no ctricos. Fuente: USDA. Esta tendencia, como otras mostradas anteriormente, muestran el aumento en las importaciones de fuentes para producirjugosnoctricos,ycomoyasemenciono,eljugoconcentradodearndanoesunproductosusceptiblepara cubrir las demandas de jugos no ctricos.5.2Patrn de consumo Elmercadonorteamericanoesunodelosmercadosmsgrandesycompetitivosdelmundo,conunelevado poder adquisitivo, una gran diversidad cultural y racial y una marcada tendencia hacia el consumo de productos sanos y naturales,dondelosarndanosrepresentanungranpotencialporsuscualidadesnutritivasyefectosenlasalud humana. En efecto, el contenido nutritivo y en especial las cualidades antioxidantes de los arndanos le han otorgado el estatus comercial de superfruta, lo cual se ha traducido en un constante incremento de la demanda por este fruto y sus productosderivados.Estosereflejaenquelosarndanosestnentrelosprimeroslugaresdelos277alimentosms populares en EE.UU. Grafico D. Consumo Per Cpita de Jugos. Fuente: USDA. 2009. Como se observa en el Grafico D el consumo per cpita de jugos no ctricos ha evolucionado al alza desde ms de 30 aos, en cambio el consumo de jugos ctricos ha sido menos constante.Jugo Concentrado de Arndano para Exportacin2010 19 Informe Final Realizado por Cristbal Arismendi Contreras Elmercadodejugosclarificadosestorientadomayoritariamentealaexportacin,debidoaqueelmercado nacional est poco desarrollado, con una bajo consumo per cpita (menos de 1 lt) lo que est lejos de los consumos de USA(>50lts),paseseuropeos(30Lts),Japn(17Lts)einclusopaseslatinoamericanoscomoColombia(5Lts).De esta forma en la medida que el consumo internacional de jugos siga creciendo las expectativas para la industria nacional son buenas. Figura P. Tendencias Claves del Consumo de Alimentos. Fuente: Chilealimentos. Segn la Figura P, elaborada por Chilealimentos, las tendencias claves en el consumo de alimentos procesados sonlacombinacindeconveniencia,saludyplacer.Analizandoesepatrndeconsumomundialporalimentos procesados,eljugoconcentradodearndanocumpleconelaspectodesaludporserunalimentofuncional, convenienciaporserunproductoduradero,encomparacindelfresco,entregandolosmismosatributosdelproducto inicial gracias al proceso sin adicin de edulcorantes ni aditivos y de placer, por lo menos en el mercado estadounidense porserunproductodelargatradicinensuconsumo.Porotroladolademandafavorabledealimentossanosycon mayor valor agregado muestran que habr un crecimientomuy grande para los prximos aos (Figura E), por lo que la produccindeesteproductoconvaloragregadoymuybuenascualidadesalimenticiasestaaceptadoymuybien evaluado. Figura E. Demanda Favorable para productos sanos y con mayor valor agregado. Si se analizan los productos que mayor valor agregado generan, se encuentran los jugos de fruta, los yogures y helados, todos productos que pueden ser producidos en base al concentrado de arndano. Figura R. Categoras productos de valor agregado. Fuente. Consultor Internacional. Jugo Concentrado de Arndano para Exportacin2010 20 Informe Final Realizado por Cristbal Arismendi Contreras 6.Proyeccin del consumo y produccin Para generar un aprovechamiento de los productos de descarte en la exportacin de arndanos frescos en Chile, se utilizaran los porcentajes de descarte de las exportaciones del Arndano Fresco, ya que tienen un valor muy bajo y en laactualidadsudestinoeselmercadonacional(pocodesarrolladoparaelArndano)ycomomateriaprimaparaotro proceso que le agrega valor al producto, el IQF, pero que para frutos con malas caractersticas fsicas es imposiblede utilizar,porloquesermsfcilgenerarcontratosdecompradelfrutodedescarteconlosproveedoresatravsde pagos adelantadosy sin la realizacin castigos en elfruto debidoa que no se exige una calidaddefinidaen lamateria prima mas que no contenga productos no permitidos por las normas de cultivo y cosecha. No se obtuvieron cifras claras sobre el consumo (demanda) y produccin (oferta) del producto, pero si se observo en base a los datos hallados, el creciente consumo de bebidas no ctricas, la orientacin hacia el consumo de productos funcionalesyelfuertevaloragregadoquesepronosticanparaelsectordejugosenlosmercadosdealimentos procesados, ms la creciente demanda de fuentes para jugos no ctricos en Estados Unidos, dan una idea de que el jugo deArndanoesunbuenprospectoparacubrirestanecesidad,yqueelJugoenformatoconcentradoesmsfcilde transportar y su duracin es mucho mayor. Seanalizaralasituacindeunadelasmayoresempresasproductorasyprocesadoradearndanosfuerade Amrica del Norte, Cran Chile (www.cranchile.cl) ubicada en la Regin de los Lagos, que cuenta con aproximadamente 1000 hectreas de arndanos. Cran Chile es una empresa donde su visin es la mezcla de las economas de escala y la implementacin de nuevas tecnologas no practicadas en la industria del arndano. Chile ha sido considerado uno de los ms atractivos, naturales y frtiles ambientes de cultivo en el mundo de las frutas y hortalizas. Ladivisindeprocesamientosedivideentrespartes:mantenimiento,procesosycontroldelacalidad.La compaaproducejugoconcentradodearndano,apartirdeplantacionespropiasylacompradefrutaaterceros.La planta ubicada en Lanco, es capaz de producir sobre las 2100 toneladas por mes de arndanos y tienen un rendimiento aproximado de produccin de por cada 100 Toneladas de arndanos frescos producen un total de 18 Toneladas de jugo concentradodearndano,porendelleganaproduciraproximadamente380Toneladaspormesdeconcentrado, exportandoanualmenteparaelperiododedisponibilidadnetadefrutoalrededorde1500Toneladasanualesde concentrado. Asumiendo la misma premisa de la economa de escala en la produccin del jugo concentrado de arndano y la proyeccin de la disponibilidad de materia prima, determinando como aceptable una captacin del5% de la totalidad de arndanosdisponiblesparaelprocesamiento,yaquenosequierepasarallevartratosexistentesycompetirconlos productoresyainstaladosenla regin,se dispondrparaprocesaryproducir jugo concentrado de arndano,desdeel ao 2011 un total de 29000 Toneladas en VII y VIII regin, por ende captando y procesando el 5%(1450 Toneladas de fruta) se producirn261Toneladas deArndanospara exportacinese aohasta el2020conunaproduccintotalde 2547 Toneladas aproximadamente, como se observa en el Grafico T y la tabla P . Grafico T. Disponibilidad arndanos y porcentaje destinado para la produccin. Si seasume el mismo rendimientode produccin que CranChile, se determina unaproduccinanualdesde el ao 2011 que se presenta en la Tabla Q a continuacin. Ao2011201220132014201520162017201820192020 Volumen de produccin concentrado (ton) 26136850467287511181403173421142547 Tabla Q. Produccin Anual Concentrado de arndano. 010203040502008 2010 2012 2014 2016 2018 2020miles Toneladas Ao Arndanos "no exportables" en VII y VIII Regin. Toneladas disponibles vs Ao Arndanos "no exportables" en VII y VIII Regin. Toneladas disponibles vs Ao10% DisponibilidadJugo Concentrado de Arndano para Exportacin2010 21 Informe Final Realizado por Cristbal Arismendi Contreras Captulo II: Estudio Tcnico 1.Descripcin del Proceso La representacin general del proceso industrial de jugos de fruta concentrados se muestra en la Figura 1: Figura 1. Diagrama de flujo del procesado de frutas para la obtencin del jugo concentrado. Rojo: Materia Prima, Verde: Desechos, Azul: Servicio, Negro: Producto. Entrada de fruta (control de calidad) y almacenamiento La fruta llega en contendedores o a granel en camiones que descargan en la zona de entrada de fruta a la nave delavado,antesdedescargarsellevaacabounprimercontroldecalidadparacomprobarquelafrutaquesevaa ingresartienelas caractersticas requeridasacordea los estndares de calidad que se comercializaron. Se descargay clasificaparaevitarquedistintascalidadesseveanentremezcladas,ademsseeliminanobjetosextraosquehayan podido venir conla fruta, as como aquellaque no se encuentreen condiciones deprocesar, aunquenodebiera surgir esa situacin. Cabedestacarque todos los equiposque se mencionan sern de acero inoxidable, por serapto para el tratamiento de alimentosy los continuos lavados que estos tendrn para asegurar que los procedimientos se lleven en extrema limpieza. Enresumenestareasecomponedelpatioderecepcin,yalmacenaje,dondeserecibirnlosfrutos, almacenaran e ingresaranluego alprincipio de la Nave de Lavadoy Extraccin (sectorposterior,dondese llevarn a cabolasfaenasdelimpiezaylavadodelfruto,paraluegotrituraryfiltrarsujugo).Seejecutarnlassiguientes operaciones en esta etapa:

Descarga del arndano adquiridos a proveedores de la zona desde camiones acondicionados para el transporte de esta fruta en contenedores. Limpieza de la materia prima: separacin de hojas y restos vegetales. Control de peso. Control de calidad. Acopio de regulacin. Los equipos necesarios para el rea de recepcin y acondicionado del arndano son: Tolvas de recepcin (tolvas de acopio) de acero inoxidable con la capacidad suficiente para satisfacer el proceso, equipadas con reja de proteccin superiorpara pasode personasy con bandeja vibratoria de descarga ocinta de vaciado. Un sistema de limpieza equipado con vibrador para separar hojas, brotes y piedras con la misma capacidad.Columna de pesaje electrnica. Tolvasdealmacenajederegulacindeaceroinoxidableconcapacidadacordealproceso,equipadascon escalera de acceso y pasarela, y bandeja vibradora en boca de descarga.Fruta Fresca Agua Lavado Ril Lavado Pur Extraccin Jugo y Filtrado Entrada de fruta (control de calidad) y almacenamiento Clasificacin y Lavado Molienda Pasteurizacin Homogeneizacin (control de calidad), Almacenaje y Envasado Agua Enfriamiento Vapor Saturado Agua Enfriamiento Evaporacin y Generacin Vacio Condensado (del vaporJugo ConcentradoJugo Concentrado de Arndano para Exportacin2010 22 Informe Final Realizado por Cristbal Arismendi Contreras Clasificacin y Lavado. En esta etapa la fruta almacenada en las tolvas de regulacin pasan por bandas transportadoras hacia la etapa de lavado, donde lavan adecuadamente los frutos para su posterior extraccin del jugo. Los equipos necesarios para la etapa de lavado del arndano son: Mquinas lavadoras, con capacidad de alimentar a la lnea de extraccin de el flujo necesario para procesar los volmenes de jugos acordes con el proceso y cuenten con una capacidad de almacenaje aceptable. Asuvezentodoelprocesoantesdescritoserequerirnequiposextrasparalaconexindelasetapasantes mencionadas: Cintastransportadorasdebandaplsticaalimentariaqueconectalasunidadesdelazonaderecepcin,con protecciones superiores e inferiores que evitan la cada de los arndanos. Cintas transportadoras planas mviles sobre las tolvas de almacenaje.Sondas de nivel de llenado de tolvas con seal luminosa y acstica.Compresor de aire para acondicionamiento de columna de pesaje.Adicionalmente,serequerirdeuncomputadoreimpresoraparacontroldepesadasyemisindeticketsde identificacin de cada descarga. Molienda. Esta etapa es aadida al proceso antes del proceso de extraccin, con el fin de facilitar la etapa de extraccin del jugo, al poder incorporar al proceso de extraccin un fluido ms homogneo y comprimido en comparacin del ingreso de la fruta directamente. Los Equipos necesarios para esta etapa son: Trituradora industrial de acero inoxidable con dimetro de trituracin ajustable segn las necesidades del fruto a trituraryquelogrelacapacidaddeprocesamientonecesariaparaalimentarelequipoextractordemanerade cumplir con los niveles de procesamiento. Canales de acero inoxidables que conecten la salida del triturador con la entrada al equipo de extraccin. Extraccin Jugo y Filtrado. En esta etapa se prensa la pulpa generada al triturar los frutos, y se separa el jugo de la torta de la prensa que contienelamayorpartedelosrestosslidosdelfruto(compuestosprincipalmenteporlacascaraylasmembranas internas del fruto que contienen los lquidos). Aqu en este proceso se genera un subproducto que se podr analizar su posteriorcomercializacin,esteesunapulpadearndanosquecontieneelporcentajedehumedadqueesimposible retirar en el proceso de prensado y la mayor parte de los slidos insolubles. De esta etapa se obtendr una corriente de jugoquecontienerestosdefrutasdeundimetromenoraltamizadodelequipodeextraccin,porlocualsedebe agregar una etapa de filtrado para dejar una corriente liquida de jugo dispuesta a esterilizar para luego concentrar. Los equipos necesarios para la etapa de extraccin son: Equipos de prensado de acero inoxidable con la capacidad suficiente para cumplir con el plan de produccin de la planta.Equiposdefiltracindetamborrotatoriocontinuoconlacapacidadsuficienteparacumplirconlaproduccin establecida Estanques de homogeneizacin del liquido extrado para su posterior tratamiento. Pasteurizacin. Estaetapaesnecesariaparaeliminarcualquiermicroorganismoqueseencuentreenlafruta,conelfinde generar un producto esterilizado y sin microorganismos patgenos o que puedan descomponer o fermentar el jugo. Este procesoestampliamenteestudiadoyexistenmuchosprocesosestandarizadosparacumplirconlaesterilizacin deseada.Elequiposeadquirirdealgnproveedorqueproporcioneunequipo(olosnecesarios)parasatisfacerla produccin diseada. Evaporacin. Esta es la etapa fundamental de todo el proceso de produccin diseado,ya que es donde se realiza la mayor inversinenconstruccinyoperacin.Aquseretiraraelcontenidodeaguadeljugodiluidoparadejarloenuna concentracin mayor, con el fin de abaratar costos de almacenaje (disminucin del volumen considerable) y transporte, Jugo Concentrado de Arndano para Exportacin2010 23 Informe Final Realizado por Cristbal Arismendi Contreras masladurabilidaddelproductoporlaestabilidadmicrobiolgicaquesegeneragraciasalasaltasconcentracionesde azucares del jugo. Los evaporadores industriales estn normalmente compuestos por: Un cambiador de calor para suministrar calor sensible y calor latente de evaporacin al alimento. Como medio de calefaccin se utiliza normalmente en la industria de los alimentos vapor de agua saturado.Un separador en el que se separa el vapor de la fase liquida concentrada. Un condensador para llevar a cabo la condensacin del vapor ysu separacin, componente que se puede omitir sielsistematrabajaalapresinatmosfrica,otambinsepuedemodificarenunsistemadevarios evaporadoresdondeelvaporgeneradoenunevaporadoreselvaporquecalientayconcentraelproducto saliente del primer evaporador y as subsecuentemente. Estaetapadelprocesoserlamsdetalladaydescritaenrelacinaldiseodeequiposyparmetrosde funcionamiento,yaquelosdemsequipospuedenseradquiridosenelmercadoconmuchomsalcancequelos destinados a la evaporacin del agua necesaria para concentrar el jugo.Se describirn resumidamente los procesos que se efectan en esta etapa: Evaporacin de contenido de humedad del producto a concentrar. Generacin del vapor necesario para la evaporacin a realizar. Condensacin del vaporque seproducir sies necesario o liberaral atmosfera si eslanormativaambientallo permite. Enfriamiento del producto concentrado para su posterior almacenaje.Movimiento de las diferentes corrientes del proceso. Generacin del vaco necesario para poder operar a temperaturas mas bajas. Enlaevaporacindeproductossensiblesatemperaturasseaconsejatrabajarapresionesinferioresala atmosfrica(trabajaralvacio)paraaspodertrabajaramenorestemperaturasdeebullicindelaguaparaevitarel deteriorodelproductoaconcentrar,tambinutilizarequiposquetengangrandescoeficientesdetransferenciadecalor paraquetenganpocotiempoderetencinycontactoconlasuperficiecaliente,paraprotegersiemprelacalidaddel producto. El vapor que se retirara del producto al concentrarlo, puede ser evaluado para producir aroma de la fruta, ya que aunqueseaunvolumenofraccinmuybajasiempresevolatilizanesenciasaromticasdeljugo,porloquesepuede aadir otro posible subproducto o tambin se puede condensar y reinyectar al concentrado de arndano para regular la concentracin exacta que se requiere. Homogeneizacin (control de calidad), Almacenaje y Envasado. Esta ltima etapa se hace la recepcin del jugo concentrado para almacenar en estanques previos al envasado a granel dispuesto donde se lleva a bajas temperaturas como los estndares de calidad y comercializacin estadounidense lo sealan. En esta etapa se tomaran muestras para hacer los controles de calidad necesarios para certificar la correcta produccindeljugo.Seenvasarafinalmenteenunasbolsasdepolietilenodealtaresistenciaydispuestosen contenedorescilndricosdealtovolumencontenedoryconsistemaderefrigeracinparadisponeraltransporte internacional a los mercados de destino. Jugo Concentrado de Arndano para Exportacin2010 24 Informe Final Realizado por Cristbal Arismendi Contreras 2.Balance de Masa 2.1Criterios para el desarrollo del balance ApartirdelestudiodemercadosegeneroelplandeproduccinquesedetallaenlaTabla1,basadoen proyecciones sobre la produccin de arndanos frescos de descarte en la VII y VIII regin. Ao2011201220132014201520162017201820192020 Volumen de produccin concentrado (ton)26136850467287511181403173421142547 Tabla 1. Estimacin de produccin de jugo concentrado de arndano. Si el tiempo de cosecha en chile abarca cuando muchos 4 meses, en aos que suceden cosechas adelantadas portemasclimticosinesperados,setomaraunperiodode3mesesymediodedisponibilidaddemateriasprimaspor ao para disear el tamao de la planta. De este modo la planta deber alcanzar a producir un total de 2547 toneladas por un periodo de 105 das (acorde a los 3 mesesy mediode cosecha), donde se operara de modo continuolas 24 horas del da, pero de los 105 das de disponibilidaddemateriasprimasyoperacindelaplanta,secontabilizaran15dasentiemposmuertos,oseade limpieza de equipos, puesta en marcha y parada de la planta y mantencin. De este modo se producirn en la planta en operacin continua un flujo mximo (para lo cual se efectuara el diseo) de 2457 toneladas por ao, teniendo 90 das de operacin, 24 horas continuas. Con estas consideraciones se tendr un flujo mximo deproduccin de 1180 Kilogramos por hora de jugo concentrado de arndano a 65 Brix (1,18 Toneladas por hora). Los grados Brix expresan el contenido de azucares en una solucin de jugo, en este caso el jugo concentrado de 65Brixindicaqueexistesituvisemos100gramosdejugo65gramosseriandeazucaresyqueel restoes mayoritariamente agua. Gracias a investigaciones relacionadas con las propiedades del jugo en procesos de extraccin y concentracin, seindicaqueenelprocesodeextraccindeljugodearndanoseobtieneunjugode15Brixconunrendimientode produccin del 83% desde la fruta, generando una prdida de 7% en peso en la etapa de triturado y reteniendo un 10% del procesado de extraccin en la torta de prensado (subproducto para posible posterior evaluacin o Desecho). Haciendo un balance de masa con el flujo de concentrado que se producir y las concentraciones del jugo diluido (producido en la extraccin del fruto) y del jugo concentrado se puede hacer una estimacin del flujo de jugo diluido que se requerir para poder producir el Flujo diseado para la planta y el vapor que se retirara del jugo diluido (el cual podra ser utilizado como materia prima para generar el aroma de arndano). F = V + P XF F = XP P Por lo tanto para un flujo de producto de 1,18 [ton/h] (P) a una concentracin de 0,65 (XP) y una concentracin de jugodiluidode0,15(XF)serequerirunflujodejugodiluidode5,11[ton/h]ysegeneraranuntotalde3,93[ton/h]de vapor(eneldiseodelequipoprincipalsedeterminarasiesevaporserreutilizadoenalgnefectoadicionalose liberara a la atmosfera o se condensara y reinyectara al jugo o se tratara como ril). Siseasumeelrendimientodelaextraccinenun80%paraaminorarquelosdatosdelasinvestigaciones tenganunmargendeerror,paragenerarlos5,11[ton/h]dejugodiluidoserequeriranuntotalde6,39[ton/h]de arndanos frescos para procesar. Tambin se obtendrn 1,28 [ton/h] de residuos de la etapa de prensado (que pueden serevaluadosposteriormenteparaunacomercializacincomomateriaprimaparalaextraccindeantioxidantesose tienen que tratar para desecho). 2.2Resumen del balance de Masa AcontinuacinsepresentaenlaTabla2unresumendelosbalancesdemasaconlosflujosprincipalesdela planta,encuantoamateriasprimas,productos,subproductosynecesidadesanualessegnloscriteriosantes desarrollados y analizados en el punto anterior. Corrientes Principales Arndanos Frescos Jugo Concentrado ResiduoPur Arndanos Vapor Evaporador Flujos ton/h6,391,181,283,93 Flujo [ton/ao]13800254727608490 Tabla 2. Resumen del balance de Masa. Jugo Concentrado de Arndano para Exportacin2010 25 Informe Final Realizado por Cristbal Arismendi Contreras 2.3DFP y tabla de Balance de masa En la Figura 2 se presenta eldiagrama de flujo de la planta completa, detallando las corrientes y los principales equipos,nosedetallannilasbombas,compresoresnicorreastransportadorasqueserequieranparamovilizarlas corrientes.Nitampocoseentraendetalledelevaporador,yaqueenelpuntodeldesarrollodelequipoprincipalse detallaramseseequipo.TambinenlaTabla3seentregaunbalancedemasadelascorrientesdelaplantapara poder luego dimensionar los equipos y sus parmetros de operacin ms importantes. Figura 2. Diagrama de Produccin de Concentrado de Arndano Corriente123456789 Observacin Arndanos Frescos sin Limpiar Arndanos Limpios De Trituradoa Prensado De Prensado A Filtrado Desecho Filtro Jugo Dil. Sin Pasteurizar Jugo Diluido Pasteurizado Vapor de Jugo Jugo Concentrado Produccin Anual ton / ao137961379613796110372759110371103784902547 Tiempo de operacin horas / ao216021602160216021602160216021602160 Flujo Msico [ton/h]6,396,396,395,111,285,115,113,931,18 Flujo Msico Kg/ hora638763876387511012775110511039311179 Flujo Volumtrico m3/h 4,834,90 0,94 Densidad Kg/m3 1058,251043,25 1250,75 Composicin % peso Agua0,90,90,90,850,050,850,850,990,35 Azucares0,070,070,070,15-0,150,15-0,65 Otros0,030,030,03-0,95000,010 Brix---15-1515-65 Temperatura C25252525-2545-45 Tabla 3. Balance de Masa. Jugo Concentrado de Arndano para Exportacin2010 26 Informe Final Realizado por Cristbal Arismendi Contreras 3.Equipos 3.1Listado de equipos SedetallaraacontinuacinenlaTabla4ellistadodelosequiposprincipalesparalaplantadeproduccinde jugo de arndano concentrado sin contar los equipos necesarios en la etapa de evaporacin, ya que luego de la etapa y diseo del equipo se enlistaran los equipos asociados a esa etapa fundamental. EquiposObservacinCapacidadConsumo EnergaMaterial Tamao [m] LxAxH Tolvas Acopio100% Portatil3-5 ton/hAc. Inox. Sistema Limpiezac/vibrador y separador de hojas10-50 tm/h Columna pesaje electrnica50 tm/h Tolvas almacenamiento3-5 ton/h Maquinas lavadoras9-10 ton/h 1,3 ton/h agua 2,2 kWhAc. Inox.4,6x1,4x2,0 Cintas transportadorasCinta alimentaria Trituradora industrialDimetro ajustable de trituracin10 ton/h7,5 kWhAc. Inox.1,50,851,84 Prensa IndustrialAlta eficiencia8-12 ton/h22,25 kWhAc. Inox.5,02,52,5 Filtro Rotatorio IndustrialPresin Op. 0,1-0,3 MPa3 ton/h1,5 kWhAc. Inox.1,2x0,57x0,64 Estanque Hom.V = 3 m3 Ac. Inox.D: 1,5xH:1,7 Pasteurizador Tp=110C, automatizado, Tout=32-45C8 ton/h 80,5 kWh 1,2ton/h Vapor 50 ton/h agua a 20CAc. Inox.8,0x1,2x1,8 Estanques AlmacenamientoV = 3 m3Ac. Inox.D: 1,5xH:1,7 Tabla 4. Listado de Equipos planta produccin jugo concentrado. 3.2Listado de equipos, datos de operacin y resumen de balance de masa Sepresentanacontinuacinlosequiposdemayorimportanciayelresumendelbalancedemasaparacada caso. Maquinas lavadoras La Figura 4 muestra una maquina lavadora que procesa tomates (tipo berry), que alcanza a procesar un total de 10 [ton/h], por lo tanto para el flujo de arndano fresco que entra a la planta es suficiente (6,39 ton/h). El equipo requiere un flujo de 1,3[ton/h] de agua para el lavado, generando el mismo flujo de agua residual y consume 2,2 kWh de energa elctrica y tambin la etapa del proceso, mostrando que se mantiene el flujo msico en este caso ya que solo se mejora la limpieza de la materia. Figura 4. Lavadora Industrial. Etapa de lavado. Trituradora industrial La Figura 5 ensea una trituradora industrial que posee la cualidad de cambiar el dimetro de trituracin que se deseallevaracabo,graciasalafabricacinqueposeepermiteaumentarlaeficienciaenelpasodeextraccinen comparacinaotrostiposdeequiposysumaterialinoxidableycoberturadelejeleotorganunagrandurabilidadal equipo.Tieneunacapacidaddeproduccindehasta10ton/hyunconsumoenergticode7,5kWh.EnestaFigura tambin se muestra las corrientes que ingresan y salen, observando que no hay cambios en los flujos, por lo que circula un flujo de 6,39 ton/h.Jugo Concentrado de Arndano para Exportacin2010 27 Informe Final Realizado por Cristbal Arismendi Contreras Figura 5. Triturador Industrial. Etapa de Molienda. Prensa Industrial Este equipo es el encargado de generar el jugo de arndano sin concentrar, retirado del prensado de los frutos, yaquealprensarlosfrutosyamolidos,soloelliquidoyunapequesimafraccindeslidospasaranalacorriente liquidadelextractor,dejandolamayorpartedelamateriasolidaenelprensado,elcualseremuevecontinuamente, gracias al equipo que se selecciono, como se observa en la Figura 3, este equipo es totalmente automatizado y de fcil limpieza. Es capaz de procesar de 8-12 ton/h de fruta, por lo que para este proceso es capaz de suplir la capacidad con tan solo una maquina. Segn las investigaciones estudiadas en este proceso a partir del fruto fresco se obtiene un 83 % en peso de la corrienteliquiday un17%enpeso queda en la torta del prensado. Asumiendo que para el proceso solo habrunrendimientodeun80%,esteequipoapartirdelos6,39ton/hdearndanosfrescosqueingresaranya triturados, separara un flujo de 5,11 ton/h de jugo de arndano para filtrar, pasteurizary concentrar posteriormente y un flujo de 1,28 ton/h de pur de arndano (que contiene altos contenidos de antioxidantes segn estudios revisados), como se observa en la Figura 6. Este equipo opera consumiendo 22,25 kWh y tambin 1 m3/h de aire comprimido para retirar la torta de prensado. Figura 6. Etapa de extraccin. Pasteurizador Esteequipoesmuyrelevantesisetomaencuentalacalidadquesebusca,evitandolapresenciade microorganismospatgenosoquellegasenageneraralteracioneseneljugoconcentrado.Esteprocesohasido ampliamenteestudiadoyyatienemuchosproveedoresqueentregansolucioneseficacesyeficientes,evitndoseel diseoypreocupacinporestatanimportanteetapa.Elpasteurizadorqueseseleccionocuentaconvarias caractersticas que le otorgan una gran funcionalidad y ahorro al momento de la operacin del equipo, ya que cuenta con estanquesderecepcinpropiostantoalaentradacomoalasalida,unsistemaautomatizadodecontrolyunagran eficienciaenergtica,tansoloconsume1,2ton/hdevaporparagenerarunatemperaturadepasteurizacinde110C con untiempo de contacto de 1 min, como lo exige el proceso, tambin consume 80 kWh, aparte de 56 ton/h deagua para enfriar el producto hasta 32 C (o 45 C si se desea), esta temperatura es bastante ideal si se piensa que luego se desea evaporar el producto a una t de ebullicin de no mayor a 55 C. Jugo Concentrado de Arndano para Exportacin2010 28 Informe Final Realizado por Cristbal Arismendi Contreras 4.Diseo Equipo Principal 4.1Criterios de seleccin del equipo principal El equipo principal es comnmente el equipo que requiere mayor detalle en el diseo, en cuanto a los parmetros dediseoqueseseleccionen,lascondicionesdeoperacinqueseutilicenysiempreeselequipoenquesedetallan ms caractersticas y parmetros que generen una rpida comprensin del diseo para llevar a la construccin. A todas estas decisiones tambin se suma que el equipo principal es el que requiere de mayor capital en cuanto a la construccin y en costos de operacin. Es donde suceden las principales transformaciones que agregan valor al producto. Por esto se decideseleccionaralprocesodeevaporacincomoelprincipal,conloqueseentregaraeldiseodeunevaporador, seleccionando los criterios adecuados para disear el equipo ms acorde a las necesidades de evaporacin. Losequiposrestantes,algunosdegrandetalletcnicoigualmente,estnbastanteestudiadosydesarrollados para la industria alimentaria, existen numerosos proveedores de equipos, por lo que abaratan los costos en comparacin de disearlos. Losevaporadoresengeneralcomparten4aspectos,independientedeldiseo,estossonlafuentedeenerga para realizar la evaporacin (generalmente es vapor saturado), el equipo donde ocurre la separacin de la fase gaseosa de la liquida (vara segn la funcionalidad y caractersticas de la evaporacin), un condensador que condensa los gases condensables(separndolosdelosqueno)yunsistemaquegenereunaltovacioparatrabajarenrangosde temperatura de ebullicin menores a la presin atmosfrica, as se evita que temperaturas elevadas daen la calidad del jugo. Se requieren varios parmetros de operaciny variables que definir para disear un evaporador, pero antes se necesitasaberqutipodeevaporadoresmsconvenientesegnelproductoquesedeseaconcentrar.Segnla literaturaestudiada,losevaporadorestpicosparaestetipodeproceso(concentrarjugo)sonevaporadoresdetubo descendente.Estostienenlongitudesde3-10metrosdelongitudydimetrostubularesde2-5c,elliquidoingresa precalentadohastacasisupuntodeebullicin,seintroduceporelfondodelostubos,laexpansinqueseproduceal vaporizarse hace que se eleven rpidamente por los tubos burbujas de vapor a gran velocidad y as parte del liquido. En condiciones ptimas de operacin, al salir el vapor por las paredes de los tubos, crea una pelcula delgada de lquido que se concentra rpidamente. La mezcla vapor y liquido que sale del tope pasa a un separador donde se extrae el vapor, el liquidoconcentradosepuederetirardelfondodeltopedirectamente(mezclarloconalimentacinfresca,recircularloo bien pasarlo a un segundo evaporador para mas concentracin). El tiempo de residencia en las zonas de calefaccin es corto y los valores del coeficiente total de transferencia de energa (U) son altos, por lo que estos evaporadores son muy tiles al momento de concentrar sustancias sensibles al calor. En la Figura 7 se muestra un esquema de un evaporador de pelcula ascendente. Figura 7. Evaporador de pelcula ascendente. A: alimentacin producto. B: vapor retirado.C: producto concentrado. D: Vapor saturado. E: condensado. 4.2Criterios de diseo del equipo principal Sedisearaunevaporadorde2efectosparahacerunahorrodeenerga,yaquesisetomacomobaselos balances