“INGENERIA INDUSTRIAL”

Proceso de elaboración de laHarina de Pescado

ALUMNOS

Farfán Piscoya, IrvinSeclén Suárez; Edwin

CURSOEcología Industrial

PROFESORAEdith Anabelle González Zegarra

FACULTAD DE INGENIERÍAEscuela de Ingeniería IndustrialSemestre 2009-II

ELABORACIÓN DE HARINA DE PESCADO__________________________________________________________________

Farfán Piscoya, IrvinSeclén Suárez, Edwin

RESUMENEn este trabajo se revisarán todas las características que debe cumplir una harina de pescado para que tenga la consideración de producto de calidad.Primero daremos una introducción muy general de esta industria, para después abordar de manera muy concisa pero clara las etapas en las que se desarrolla esta producción, dando las características más resaltantes de las sustancias que interviene en él.Nos centraremos de manera especial en la esquematización de los modelos ecológicos más convenientes para esta industria buscando mostrar la forma menos contaminante de producir harina de pescado. Es así que los residuos de esta industria serán aprovechados de la manera más óptima para el mayor beneficio industrialCabe recordar que esta actividad es una de las que más contaminación produce en nuestro país , por tanto es aquí donde radica nuestra preocupación en realizar una investigación de este tipo

PALABRAS CLAVES: Pescado, harina, producción, aceite

INTRODUCCIÓN

Desde la perspectiva ambiental, la industrialización de harina de pescado tiene un significativo impacto sobre el ecosistema en que opera, afectando además, el bienestar y la salud de las personas. Esta industria es una actividad que genera divisas, es fuente de empleo y contribuye al desarrollo del Perú aprovechando un recurso que se encuentra relativamente en abundancia en el ecosistema marino peruano. En la década de los 70 nuestro país fue el más grande productor de este esencial recurso, con el tiempo no hemos podido mantearnos en esa posición, pero esta industria sigue manteniéndose como una de las más fuertes del medio

Con este trabajo deseamos encontrar el mejor proceso de producción de harina de pescado para lograr la menor contaminación a nuestro deteriorado medio ambiente, es por ello que mostraremos los mecanismos más apropiados para

dicho fin en especial tratando de recircular, lo mejor posible, todo el ciclo productivo

I- GENERALIDADESLa harina de pescado es fuente de proteínas de alta calidad, alto contenido energético y rica en minerales, vitaminas y aminoácidos, empleada en alimentos balanceados para animales con la finalidad de incrementar el valor nutritivo.

La materia prima está compuesta por tres fracciones principales: sólidos (materia seca libre de grasa), aceite y agua. A partir de 1000 kg de materia seca se obtienen 212 kg de harina y 108 kg de aceite (FAO, 1986). El propósito es separar estas fracciones lo menor posible, al menor costo y bajo condiciones que favorezcan la calidad del producto.

La harina de pescado en el PerúComo ya hemos mencionado el país es históricamente un gran productor mundial de este alimento: en los últimos años su elaboración se ha visto disminuida, teniendo como razón principal la aparición de otros países productores que han tomado mayor importancia en el mercado. Pero las bajas más significativas se vieron en estos años debido a la reducción en el proceso de la harina por la poca caza de especies y , en el Perú específicamente, por el terremoto del 2007 que produjo que una de sus fuentes principales de explotación (Pisco) quede reducida de fauna marina aprovechable (IFFO 2007)A continuación mostraremos un cuadro de las exportaciones peruanas en comparación con otros países exportadores

Tabla 1: Producción de harina de pescadoProducción mundial de harina de pescado

2001 2002 2003 2004 2005 2006 Ene-Jul 06

Ene-Jul 07

1000 toneladasChile 698 834 667 935 815 776 585.2 538.6Perú 1844 1929 1219 1983 2126 1456 894.5 930.5

Noruega 216 227 196 212 154 176 188.1 116.1Dinamarca 299 311 246 259 222 213 103.8 98.1

Islandia 283 300 271 204 179 162 133.7 125.2Total 3970 4376 3388 3593 3496 2783 1875.2 1809.6

Fuente: IFFO

A nivel internacional debemos añadirle como una causa de disminución de consumo de harina de pescado a su elevado costo internacional, y esto debido a que su proceso de elaboración es muy complejo y se requiere bastantes recurso en su proceso lo que le da un mayor valor agregado que se ve reflejado en su precio. Aquí mostraremos la variación del precio de harina de pescado

Las empresas exportadoras que destacaron por volumen en el año 2007 son TASA (25.87 %), Corporación Pesquera Inca (10.88 %), Pesquera Hayduk (7.99 %), Austral Group (7.85 %), Pesquera Industrial El Ángel (6.62 %) y Pesquera Diamante (5.64 %). Igualmente, Perú Chimbote Norte (3.60 %), Conservera Garrido (3.48 %), Pesquera Exalmar (2.97 %), Pesquera Cantabria (2.74 %), C.F.G Investment (2.65 %) y la Compañía Pesquera del Pacífico Centro (2.50 %), entre otros. (Portal de comercio exterior, 2009)

Figura 1: Precios de harina de pescado y harina de soya

Fuente: IFFO

Como se ve el valor de la harina de pescado se ido incrementando con el correr de los meses; además se aprecia que el precio de la harina de soya es mucho mas económica lo que permite deducir una de las causas de la reducción internacional de compra de harina de pescado

III.- Caracterización Físico química de materia prima e insumos

Algunas harinas de pescado están basadas en subproductos y vísceras procedentes de la industria de consumo humano (harinas de pescado blanco) y representan típicamente un bajo contenido en grasa y un alto contenido en cenizasOtras están basadas en subproductos de otras industrias de pescado y en consecuencia son muy variables en su composición.Por último, algunas harinas de pescado están basadas en la pesca a escala industrial. En estos casos, se utiliza el pescado entero para la producción de las harinas. Estas harinas tienen un mayor contenido en grasa pero, aún así, existe

una gran variación en el contenido de proteína y cenizas, según las distintas procedencias.

- PESCADO: Es el principal componente (materia prima) para el proceso industrial de harina. El término pescado se aplica a los peces que han sido extraídos de su medio natural, generalmente para su utilización como alimento.En general los pescados son muy nutritivos, pero q proporcionalmente menos que la mayoría de los animales terrestres y aviares, aunque ha conspirado contra su mayor consumo al menos un par de factores: la menor saciedad que suelen provocar las carnes de pescado en relación a las de aves y de mamíferos, y las mayores dificultades de conservación

- CONSERVANTES: es una sustancia utilizada como aditivo alimentario, que añadida a los alimentos (bien sea de origen natural o de origen artificial) detiene o minimiza el deterioro causado por la presencia de diferentes tipos de microorganismos (bacterias, levaduras y mohos). Este deterioro microbiano de los alimentos puede producir pérdidas económicas sustanciales, tanto para la industria alimentaria (que puede llegar a generar pérdidas de materias primas y de algunos sub-productos elaborados antes de su comercialización, deterioro de la imagen de marca) así como para distribuidores y usuarios consumidores (tales como deterioro de productos después de su adquisición y antes de su consumo, problemas de sanidad, etc.). En el caso de la harina de pescado el conservante es un aditivo que entra al final del proceso que permite tener al producto mucho más tiempo de conservación

- ENERGÍA ELÉCTRICA: Medio por el cual se pone en funcionamiento las maquinarias de la industria

- AGUA DE MAR: Es el líquido que proviene del mar donde se extrae el pescado (materia prima), la cual entra al proceso de producción. La composición química del agua del mar es descrita a menudo en trabajos que parecen escritos por alquimistas que, dejándose arrastrar por su imaginación, la describen compuesta por toneladas de metales preciosos

III CARACTERIZACIÓN FÍSICO – QUÍMICA DE EMISIONES, EFLUENTES,RESIDUOS INDUSTRIALES APROVECHABLES Y NO APROVECHABLES.

- Vapor: Emisión la cual resulta del funcionamiento de las máquinas de cocción y secado- Sanguaza: es el efluente generado durante el almacenamiento del pescado en pozas de almacenamiento, así como también durante el transporte de la materia- El agua de cola: es el efluente generado a partir del licor de prensa, luego de haberse eliminado gran parte de los sólidos en suspensión y la materia grasa

- Ceniza : es un residuo sólido producido por la trituración de la harina de pescado al finalizar todo el proceso, este residuo puede ser utilizado para la elaboración de cerámicas-Lodos: Es un residuo del proceso que tiene en su composición líquidos (agua) y sólidos

GASES:Los cuales son de efecto invernadero:- Anhídrido sulfuroso (S2O): se genera por la combustión del sulfuro y también es producido por la combustión del petróleo, es un gas incoloro con un característico olor asfixiante. Se trata de una sustancia reductora que con el tiempo y en contacto con el aire y la humedad se convierte en trióxido de azufre, es muy toxico.- Dióxido de Carbono (C2O): es otro de los gases producidos por la combustión de petróleo también es uno de los gases de efecto invernadero por lo quiere decir que es muy contaminante y dañino para el medio ambiente.

Otro efluente muy característico durante este proceso son los olores que deja la producción, los cuales pueden causar malestar en los trabajadores y además puede ocasionar males (enfermedades) en las personas que las reciben; existen formas para disminuir esta característica propia del pescado, pero es muy complicado desparecer estos olores en el proceso

IV.- DESCRIPCIÓN DEL PROCESO INDUSTRIAL PARA LA OBTENCIÓN O FABRICACIÓN DE HARINA DE PESCADO

Recepción:El pescado llega a la planta mediante un sistema de tuberías, al ingresar es recepcionado por 3 equipos de desaguadores: Desaguador estático, sedazo vibratorio y transportadores de mallas.

Pesado:EL pescado pasa a una tolva donde será pesado para determinar la cantidad de materia prima que entra a la fábrica

Almacenamiento:Esta etapa se da en unas pozas donde permanecerá hasta cierto tiempo de acuerdo a un cronograma

Cocción En esta etapa se busca detener la carga microbiana del pescado, a la vez que coagular las proteínas. Aquí la materia prima es calentada en una caldera aproximadamente a 90 ºCLiberar la grasa que contiene el agua también es una de las acciones en esta etapa

Pre-prensado:En esta parte se buscar disminuir el rendimiento de la materia prima que sale de la cocción para así aumentar su capacidad en el prensado

Prensado::La materia prima cocida es prensada, quedando una base sólida y una base líquida denominadas, respectivamente "torta de prensado" y "agua de prensado".El "agua de prensado" se trata en decantador donde se separan otros sólidos, que son añadidos a la torta de prensado. El líquido procedente del decantador va a una centrífuga de alta velocidad donde se separa el aceite de pescado.

Centrifugado:El aceite y agua liberados durante la fase del prensado es bombeado a decantadores, los cuales funcionan mediante un sistema de centrifugación, para quitar cualquier sólido suspendido.

Secado:Esta operación que emplea vapor por un lado, y aire caliente por el otro tiene por finalidad sacar harina con 8% de humedad o menos si es posible. El líquido remanente, llamado "agua de cola", se evapora (pasa por esta etapa para reingresar de forma concentrada al proceso). El producto resultante, llamado "solubles", se añade a la "torta de prensado" en el secador, donde se obtiene la "harina entera". La "torta de prensado" y los "solubles" se secan por medio de vapor indirecto en el secador obteniéndose una harina de pescado con un contenido en humedad del 5-10%.

Filtrado:Etapa en donde la harina pasa por un sistema de filtración para separarla de algunas impurezas que pueden permanecer

Molienda:A la harina se le añaden antioxidantes y empieza una trituración o reducción máxima de sólidos hasta las condiciones y especificaciones dadas por el cliente, aquí se utiliza unas máquinas denominadas martillos locos

Ensaque:La harina es dispuesta en sacos de polietileno para empezar su venta y distribución

a) Diagrama general del Proceso por Etapas para la Harina de Pescado

PescadoAgua de mar Energía

RECEPCIÓN

b) Diagrama general del proceso con entradas y salidas

COCCIÓN

PRENSADO

CENTRIFUGADO

SECADO

FILTRADO

MOLIENDA

ENSACADO

Harina de pescado

PESADO

ALMACENAMIENTO

Pescado

RECEPCIÓN

Agua de mar Energía

.) Modelo ecológico tipo I

Fabrica de harina de pescado

Calor

Pescado

Agua

Vapor

Lodos (aceite)

COCCIÓN

PRENSADO

CENTRIFUGADO

SECADO

FILTRADO

MOLIENDA

ENSACADO

Harina de pescado

PESADO

ALMACENAMIENTO

S2OCO2

Vapor

Agua de cola

Vapor

Antioxidantes

Sacos

V. ARGUMENTOS DE ECOLOGÍA INDUSTRIAL QUE ORIENTAN LA EVOLUCIÓN HACIA EL MODELO ECOLÓGICO TIPO II

Hemos notado que en modelo ecológico dibujado en la parte superior nos muestra muchas emisiones efluentes o residuos los cuales llegan hasta el medio ambiente. Nuestro siguiente modelo ecológico busca reducir de la manera más conveniente estas cargas residuales, para transformar a nuestro proceso lo menos contaminante posible, a continuación pasaremos a definir de manera más apropiada .

FABRICA DE ACEITE DE PESCADOEsta fabrica tiene su base en el aprovechamiento de un residuo el cual nace después del prensado (etapa en la fabricación de harina de pescado) cuando el líquido resultante el cual se denomina “agua de prensado” es centrifugada para una separación de los líquidos los mismos que son lodos, aguas y aceite, este último un componente con alto valor nutricional, que es la única sustancia de aprovechamiento en la operación. Como ya señalamos la operación a realizar es la centrifugación, proceso que se efectúa hasta tres veces, al final nos encontraremos con un concentrado, este producto se mezcla perfectamente con la torta prensada, que es deshidratada habitualmente en dos fases de desecación y la materia seca que resulta se muele y almacena en sacos o a granel, lo cual produce otro producto muy valioso, el aceite de pescado que se conserva en cisternas pero a lo mismo todo el proceso de elaboración del aceite emana gases, que no se han podio aprovechar

TRATAMIENTO DE AGUA COLADA

Este sector nace del aprovechamiento del residuo denominado agua colada el cual contiene componentes de nutrientes los cuales en su mayoría no son aprovechados satisfactoriamente dentro de un proceso industrial, sino por el contrario es desechado por considerarse inservible. Nosotros hemos podido darle una aplicación importante, la idea nace de la siguiente manera: El agua colada que fluye después de una etapa de la elaboración de harina de pescado llega a la

Agua de mar

Energía eléctrica

Antioxidantes

Vapor

Petróleo

Sólidos

Cenizas

Líquido remanente (agua de cola)

Gases

nueva planta la cual se va encargar mediante un proceso de evaporación, en donde también se aprovecha los gases producidos por la harina de pescado como productores de vapor, a ser calentados hasta un punto promedio donde se podrá obtener algunas sustancias del tipo sólido conocidas como solubles que contiene nutrientes que puede ser reingresado al secado de la torta de prensado (producción de harina de pescado) para reforzar la capacidad nutricional de la harina

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA

Aquí entran el agua colada y la sanguaza Mediante una planta de agua logramos obtener la separación de una cantidad de proteínas insolubles, que pueden ser agregadas como ingrediente a la elaboración de harina de pescado y proponemos estudiar su uso directo en el alimento de algunas especies marinas. A su vez, el agua remanente del proceso de separación, contiene proteínas solubles y aminoácidos que pueden alimentar micro algas y organismos que viven normalmente en el mar. Al ser este un sistema no muy complejo solo dejamos el agua separada de los sólidos a los que llamaremos desechos Cabe resaltar que la idea de efectuar dos plantas de agua nace del conocimiento de que la sanguaza y el agua de cola tienen una composición diferente

-Diseño de Modelo Ecológico Tipo II

Fabrica de harina de pescado

Fabrica de aceite de pescado

Pescado

Conservantes

Agua de marEnergía

Vapor

Lodos

Aceite

Tratamiento de agua de colaGases

Solubles

Agua de cola

Agua

Cenizas

Olores

Gases

Planta de tratamiento de agua

Sanguaza

Agua

Desechos

Envases

VI. ARGUMENTOS DE ECOLOGÍA INDUSTRIAL QUE ORIENTAN LA EVOLUCIÓN HACIA EL MODELO ECOLÓGICO TIPO III

PLANTA ENERGIA:El vapor de agua que es uno de los residuos del proceso que se da en el momento de cocción del pescado dicha eminencia lograremos utilizarla en una planta de energía mediante las turbinas térmicas además esta energía aprovechable y renovable se distribuye a las Fabrica de cerámica, la Fabrica del aceite de pescado y a la planta del tratamiento de agua lo cual ayuda a la desmaterialización de la energía en el proceso.

FABRICA DE CERAMICA Para el desarrollo de esta actividad se emplean los gases provenientes de la fabricación de aceite de pescado, en su resultado se obtendra cerámica braunco mediante un procedimiento termo-destructor. Breve descripción del procesoEl Termo-destructor está compuesto de dos cámaras de combustión primaria y de una cámara secundaria, llamada Postcombustor.Los humos y gases generados en dichas cámaras primarias ingresan al Postcombustor, donde son tratados a una temperatura adecuada para la completa destrucción de todas las moléculas, incluidos los olores.La estructura base de la planta está compuesta por las dos cámaras de combustión primaria (A y B) que sirven como apoyo al Postcombustor montado en posición horizontal. Ambas cámaras poseen una estructura portante construida en acero, correctamente dimensionada para soportar el peso del Postcombustor y las pasarelas que sirven para operaciones varias tales como control, ajustes y mantenimiento.Las paredes internas de las cámaras están constituidas por material aislante capaz de soportar altas temperaturasLos residuos son colocados en tambores metálicos de 200 lts., y éstos a su vez sobre zorras. Luego, éstas se introducen en la cámara de combustión primaria.El sistema de trabajo es a ciclo alternado con régimen continuo, es decir que el Postcombustor trabaja en continuo pero las cámaras primarias lo hacen alternadamente describiendo ciclos de temperatura-tiempo.Las cenizas obtenidas serán puestas en sacos de polietileno o polipropileno según las características deseadasLos tambores termo-destruidos serán compactados y dispuestos como chatarra de hierro. El resultado obtenido, empleando hasta un 50% de cenizas, es un bizcocho cerámico denominado CERAMICO BRAUNCO, el cual fue calificado como apto para revestimientos de paredes. (industria de protección ambiental BRAUNCO 2008)

TORES DE LAVADOEsta planta tiene un funcionamiento particular, ya que utiliza un sistema de succión y captación de olores, el mismo que emplea agua (obtenido de la planta

de tratamiento) para el refinamiento de las emisiones. Para su funcionamiento puede emplear maquinaria similar a una termo-destructora (descrita en la parte superior)La importancia de estas torres radica en permitir en mejor trabajo en las plantas de harina y aceite de pescado ya que los fuertes olores emanados del proceso hace complicado para los responsables tener un buen rendimiento

La consideración para la utilización de cenizas como abono orgánico su uso es casi directo por lo que no hemos considerado alguna planta de fabricación o conversión del producto

También debemos añadir que en comparación con el segundo modelo solo hemos considerado una planta de tratamiento de agua ya que permitiría que en lugar hubiera un mejor aprovechamiento del espacio para otras plantas para otros subproductos

Diseño Modelo Ecológico Tipo III

Fabrica de harina de pescado

Planta de energíaVapor

Sanguaza

Agua de cola

Tratamiento de agua de cola

Olores

Torres de lavado

Agua

GasesSolubles

Vapor

Fabrica de aceite de pescadoLodos

Aceite

Fabrica de cerámicaGases

Cerámica Braunco

Energía

Cenizas

Abono orgánicoPescado

Conservantes

Agua de mar

Energía

Sacos

Harina de pescado

InsumosEnvases

VII. ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DEL PRODUCTO

1. Materia primaReferido al pescado como componente principal, considerando al agua de cola como otra entrada dentro del proceso y también al combustible como medio de energía

2. Proceso de elaboraciónTodas las actividades conjuntas que tiene como resultado el producto harina de pescado

3. EnvasadoLos sacos comúnmente empleados son los elaborados con polipropileno, porque permiten la mejor conservación de la harina.

Se puede efectuar de 2 formas básicamente, una consiste en que la misma planta compre los sacos a otra ya que la fabricación de estas bolsas requieren de muchos recursos ya que contienen no solo de polipropileno sino de otros aditivos como antideslizantes y cintas de amarre que permiten una mejor cohesión entre la harina (producto) y el saco para evitar los derrames o las roturas

1 Materia prima

6

5

4

3

2

Tratamiento y reciclaje

Empleo y utilización

Distribución

Envasado

Proceso de elaboración

También los sacos pueden ser elaborados por la misma planta de harina de pescado, mediante un proceso de reciclaje de los mismos sacos antes fabricados en lotes de producción pasados . Esto con el objetivo de una mayor eficiencia y aprovechamiento en los recursos y la reducción de contaminantes para la conservación del medio ambiente

4. DistribuciónEtapa referida desde que el producto sale de la fábrica (transportada) a los centros de ventas y de abasto hasta el momento que es adquirida (comprada) por el público

5. Utilización y empleoLa harina de pescado tiene como finalidad la alimentación de animales de cría como aves, ganados vacuno u ovino, cerdos, rumiantes y para al acuicultura

Como alimento la harina tiene muchos nutrientes lo que permite que los animales crezcan rápida y sanamente, lo que contribuye a la reducción de costos de las empresas de crianzas por la nutrición de sus especies

Por ejemplo en el caso de la vaca la harina aumenta la producción de leche y disminuye el contenido de grasa de la misma lo que un factor beneficioso para todo aquel que es consumidor

Se puede deducir que la harina de pescado es muy ventajosa como suplemento o alimento directo de algunas especies de cría, y también trae beneficio para las personas consumidoras de productos de animales

6. Tratamiento y reciclajeAquí mencionamos la reutilización del material de los sacos de envase de la harina para la fabricación de otros lo que permite un menor oste para la empresa productora y ayuda a la conservación del medio ambiente.

Lo que se efectúa es el reciclaje de sacos del mismo material u otras sustancias de igual composición para efectuar una refabricación y obtención de nuevas bolsas para harina

CONCLUSIONES

- Tras la investigación para el presente trabajo hemos descubierto que nuestro país es un gran productor de harina de pescado en el mundo debido a la gran cantidad de especies marinas en el litoral

- Existe una gran cantidad de residuos dentro de la fabricación de harina los mismos que tienen mucha capacidad para ser reutilizados dentro o fuera de la planta

- Se puede efectuar a raíz de la planta de harina otras plantas para el tratamiento de residuos que genera que permitan producir insumos o materiales para la producción de harina

- Existe un producto cerámico BRAUNCO que puede resultar del tratamiento de algunos gases que no solo provienen de la industria de productos pesqueros sino también de otras fábricas con diferentes características de trabajo, esta es una alternativa muy recomendable para la reducción de gases en nuestro planeta generados por la actividad industrial

BIBLIOGRAFÍA:

1. Cifuentes, Juan; Frías, Marcela y Torres, Pilar. 1989. Océano IX, La pesca. http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/081/htm/sec_11.htm

2. Cabrera Carranza, Carlos. 1999. Compatibilidad ambiental de la industria de harina de pescado en  Paracas – Pisco. Revista del Instituto de Investigación de la Facultad de Ingeniería Geológica, Minera, Metalúrgica y Geográfica. http://www.scielo.org.pe/scielo.php?pid=S156108881999000100007&script=sci_arttext

3. Pymex, portal de comercio exterior. 2009. Harina de pescado sin desgrasar. http://www.pymex.pe/component/content/article/319-crianza-practica-y-alimentacion-de-patos-y-pavos.html

4. Shepherd, Jonathan. 2006. Harina, aceite de pescado y acuicultura. Aqua sur. http://www.aquasur.cl/conferencia_pdf/pdf/puertas_lago_manana/JONATHAN_SHEPHERD.pdf

5. IFFO. 2007. La producción de harina y aceite de pescado de la anchoveta peruana. http://www.iffo.net/intranet/content/archivos/68.pdf

6. Industria de protección ambiental Braunco. 2008. http://www.brauncoarg.com.ar/