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UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANAIZTAPALAPA

Proyecto TerminalTrimestre: 02-P

Estudio de prefactibilidad Técnico - Económica para la instalación de unaplanta elaboradora de Gluconato de Calcio, mediante una fermentación

sumergida.

Equipo 4

Cadena Ramírez Arturo 97332097 (5)382 13 42 ING. BIOQUÍMICAINDUSTRIAL

[email protected]

Herrera Sánchez Jeovana 97330953 (5)691 73 73 ING. BIOQUÍMICAINDUSTRIAL

[email protected]

Márquez Armenta Juan José 97224134 (5)701 96 76 ING. BIOQUÍMICAINDUSTRIAL

[email protected]

Montes Hernández Victor Hugo 95221262 (5)558 29 42 ING. BIOQUÍMICAINDUSTRIAL

[email protected]

Pérez Pliego Del Castillo Carlos 95332024 (5)575 26 83 ING. BIOQUÍMICAINDUSTRIAL

[email protected]

Rosas Ceballos Lionel 97227653 (5)113 74 80 ING. BIOQUÍMICAINDUSTRIAL

[email protected]

Vázquez Cortés Luis César 94328751 (5)690 20 46 ING. BIOQUÍMICAINDUSTRIAL

[email protected]

Fermentaciones Químicas de México S.A de C.V. Resumen Ejecutivo

Resumen Ejecutivo

El gluconato de calcio es una de las formas más eficientes de suministrar calcio por sermás asimilable que la mayoría de los compuestos usados para este fin, siempreacompañado de la vitamina D. No sólo se integra una mayor proporción de esta sal a lasangre que otras, si no que además es más asimilable para su integración a huesos ydientes.

En México se importa el 51% del gluconato de calcio que se ocupa tanto en el sectorfarmacéutico de uso humano, como animal, el cual tiene un precio de 96 mil pesos/tonmas IVA. Las importaciones sólo pagan IVA y ningún impuesto de aranceles. Aún asíno dejan de ser altos los costos de transporte y distribución de esta materia prima desdelas fronteras o puertos hasta los laboratorios que los incluyen en sus formasfarmacéuticas. La mayoría de estos se encuentran en la región central del país.

Para la producción del gluconato de calcio, en este proyecto se ocupa un proceso defermentación utilizando el hongo Aspergillus níger, el cual toma del medio de cultivolo necesario para producir el ácido glucónico, al que se la agregará carbonato de calcio,obteniendo así el gluconato de calcio. El análisis realizado descrito en este trabajo, propone la obtención de gluconato decalcio 100% nacional con un costo de 5,430,000 pesos/ton más 15,000 de costosvariables unitarios por tanto la producción de cada tonelada cuesta 21,000 pesos/ton yse comercializará a 85,000 pesos/ton +IVA teniendo una ganancia neta de 64,000pesos/ton, no se consideran los costos fijos totales y se piensa producir 102 toneladas enel año 2003 anuales con una ganancia anual de 6,528,000 pesos durante este primer año,que es el 3.8% del consumo total nacional, el cual se incrementará paulatinamente hasta145 ton/año cuando la planta trabaje al 99 % para el año 2007.

En México, la mayoría de las materias primas y principios activos son de importación,con lo cual se retrasa el desarrollo del país, el cual tiene los recursos naturales, humanosy tecnológicos para obtener los principios activos sin necesidad de importación.

Fermentaciones Químicas de México S.A de C.V. Resumen Ejecutivo

Resumen Ejecutivo

En este proyecto se hace un análisis de la perfactibilidad sobre la posible inversión derecursos en una planta productora de gluconato de calcio (GC), por medio de unafermentación sumergida utilizando al microorganismo Aspergillus níger.

En México se importa el 51% del gluconato de calcio que se ocupa tanto en el sectorfarmacéutico de uso humano, como animal, el cual tiene un precio de 96 mil pesos/tonmas IVA. Las importaciones sólo pagan IVA y ningún impuesto de aranceles. Aún asíno dejan de ser altos los costos de transporte y distribución de esta materia prima desdelas fronteras o puertos hasta los laboratorios que los incluyen en sus formasfarmacéuticas. La mayoría de estos se encuentran en la región central del país.

En México, la mayoría de las materias primas y principios activos son de importación,con lo cual se retrasa el desarrollo del país, el cual tiene los recursos naturales, humanosy tecnológicos para obtener los principios activos sin necesidad de importación.

El GC es una de las formas más eficientes de suministrar calcio por ser más asimilableque la mayoría de los compuestos usados para este fin, siempre acompañado de lavitamina D. No sólo se integra una mayor proporción de esta sal a la sangre que otras, sino que además es más asimilable para su integración a huesos y dientes.

El hongo Aspergillus níger toma del medio de cultivo lo necesario para producir elácido glucónico, al que se le agrega carbonato de calcio, obteniendo así el GC el cual sesepara por medio físicos como la filtración, la evaporación, cristalización ycentrifugación para poder tener un producto grado USP.

Para la producción del gluconato de calcio, en este proyecto se ocupa un proceso defermentación utilizando el hongo Aspergillus níger, el cual toma del medio de cultivolo necesario para producir el ácido glucónico, al que se la agregará carbonato de calcio,obteniendo así el gluconato de calcio. El análisis realizado descrito en este trabajo, propone la obtención de gluconato decalcio 100% nacional con un costo de 5,430,000 pesos/ton más 15,000 de costosvariables unitarios por tanto la producción de cada tonelada cuesta 21,000 pesos/ton yse comercializará a 85,000 pesos/ton +IVA teniendo una ganancia neta de 64,000pesos/ton, no se consideran los costos fijos totales y se piensa producir 102 toneladas enel año 2003 anuales con una ganancia anual de 6,528,000 pesos durante este primer año,que es el 3.8% del consumo total nacional, el cual se incrementará paulatinamente hasta145 ton/año cuando la planta trabaje al 99 % para el año 2007.

INDICE GENERAL PAGÍNAPortada iResumen Ejecutivo ii

CAPÍTULO 1: GENERALIDADES 1.1 Objetivo General 31.1.1 Objetivos particulares 31.2 Justificaciones 31.3 Introducción y Antecedentes 31.3.1 Usos y Derivados del Ácido Glucónico 41.3.2 Bioquímica de la fermentación 41.3.3 Rendimiento 51.4 ¿A quién va dirigido? 5

CAPÍTULO 2: EL PRODUCTO

2.1 Características 92.1.1 Propiedades Físicas 92.1.2 Propiedades Químicas 92.1.3 Propiedades Fisiológicas 92.1.4 Propiedades Microbiológicas 92.1.5 Propiedades Sensoriales 102.2 Vida Útil 102.3 Usos 102.3.1 Usos Principales 102.3.2 Usos Alternos 102.4 Productos Sustitutos 102.5 Patentes 112.6 Acondicionamiento del producto 112.6.1 Presentación 112.6.2 Envases 112.7 Nombre de la Empresa 122.7.1 Marca 122.7.2 Etiqueta 122.7.3 Código de Barras 14

CAPÍTULO 3: ENTORNOS

3.1 Entorno Económico-Político 173.1.1 Tratado de libre comercio entre México y la UE 173.1.2 Situación Nacional 173.2 Metas Económicas del 2002 183.3 La reforma Fiscal 193.4 Situación Política 193.4.1 Congreso 193.5 Evolución del PIB 20

3.6 Ciencia y Tecnología 203.7 Sector Farmacéutico 213.7.1 Antecedentes 213.7.2 El sector Mexicano Fabricante de Medicamentos 213.7.3 Ventas del Sector 233.7.4 El Mercado Dinámico 253.7.5 Constitución del Sector Farmacéutico 253.7.6 Fortalezas y Debilidades del Sector Farmacéutico 263.7.7 Entorno Jurídico 273.8 CANIFARMA 273.9 CANACINTRA3.10 Secretaría de Relaciones Exteriores 273.11 Secretaría de Crédito Público (SHCP) 273.12 Secretaría de Salud 27

CAPÍTULO 4: MERCADO

4.1 Mercado 334.1.1 Mercado Potencial 334.2 Segmentación del Mercado 334.2.1 Segmentación Geográfica 334.2.2 Segmentación por tipo de Producto 334.3 Pronostico de la Demanda 344.3.1 Gluconato de Calcio Demandado en el Mercado y Proyecciones para el 2002 (Consumo Humano y Animal) 344.3.2 Escenario Optimista del Mercado Potencial 374.3.3 Escenario Pesimista 374.4 Identificación de Productos Importados 384.5 Régimen del Mercado 384.6 Pronostico de la Oferta 38

CAPÍTULO 5: BALANCE OFERTA / DEMANDA

5.1 Balance Oferta / Demanda 435.2 Conclusiones 43

CAPÍTULO 6: PRECIO Y CANALES DE DISTRIBUCIÓN

6.1 Factores que Influyen Sobre el Precio 456.2 Precio 456.3 Canales de Distribución 45

CAPÍTULO 7: TAMAÑO DE PLANTA

7.1 Tamaño de la Planta 497.2 Factores que determinan el Tamaño de Planta 497.3 Mercado de Consumo 497.4 Materias Primas 497.5 Economía de Escala 507.6 Mano de Obra 50

7.8 Recursos Financieros 517.8 Cobertura del Mercado Potencial 517.10 Mano Obra para Comenzar 517.11 Disponibilidad de Recursos Financieros 51CAPITULO 8: PROCESO Y TECNOLOGÍA

8.1 Proceso 555.1.2 Diagrama de Gantt del Proceso 588.2 Selección del Proceso 598.2.1 Descripción del Proceso por Medio de una Fermentación Sumergida 598.2.2 Descripción del Proceso por Medio de una Fermentación Sólida 628.2.3 Descripción del Proceso por Método Enzimático 658.3 Selección del Proceso 688.4 Selección de la Tecnología 708.5 Paquete Tecnológico 748.5.1 Actividades del Paquete Tecnológico 748.5.2 Listado de Actividades 758.5.3 Actividades y Duración del Paquete Tecnológico 77

CAPÍTULO 9: LOCALIZACIÓN DE LA PLANTA

9.1 Localización de la planta 819.2 Macrolocalización 829.3 Microlocalización 859.4 Organización Empresarial 889.4.1 Forma Jurídica 889.4.2 Organigrama 899.5 Distribución de la Planta 90

CAPÍTUTO 10: BASES DE DISEÑO

- 1 Generalidades 93- 2 Flexibilidad y Capacidad 93 - 2.1 Falta de servicio - 2.2 Capacidad - 2.3 Flexibilidad a falta de: Energía Eléctrica, Vapor y Agua - 2.4 Necesidades Futuras de Expansiones- 3 Especificaciones de la alimentación 95- 4 Especificaciones del Producto 96- 5 Alimentación a la planta 97- 6 Condiciones de los productos en el límite de baterías 97- 7 Eliminación de Desechos 98 - Eliminación de Agua - Contaminación de Aire - Ruido - Efluentes- 8 Materias Primas Requeridas en el Almacén 100- 9 Servicios Auxiliares 101

- Vapor - Agua de Enfriamiento - Agua de Servicios - Agua Potable - Agua Potable - Agua de Calderas - Combustible - Suministro de Energía- 10 Sistemas de Seguridad 103 - Sistemas contra incendios - Protección Personal- 11 Datos Climatológicos 103 - Temperatura - Precipitación Pluvial - Viento - Humedad- 12 Datos del Lugar 104- 13 Diseño Eléctrico 104- 14 Diseño de Tuberías 104- 15 Diseño de Equipos 104- 16 Diseño de Edificios 105- 17 Instrumentación 105- 18 Estándares y Especificaciones 10510.1 Balances de Masa 10610.2 Balances de Energía 11210.3 Hojas de Datos 11910.4 Relación de Tuberías 13810.5 Servicios 13910.6

CAPÍTULO 11 TRTAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

11. Variables a considerar para la selección de un proceso de tratamiento de aguasresiduales en países en vías de desarrollo 14511.1 Definición de efluentes a tratar 14811.2 Principales corrientes de desecho en el proceso 14811.3 Selección del sistema de tratamiento de aguas residuales 14811.4 Caracterización de las aguas residuales 14911.4.1 Cálculos para la caracterización de las aguas residuales de FERQUIM S.A. deC.V. para obtener la medición teórica del DQO. 15111.5 Diseño de la rejillas 15211.6 Diseño del sedimentador 15311.6.1 Cálculos para el tratamiento primario en un sedimentador 15411.7 Diseño del reactor UASB 15511.7.2 Cálculos para un reactor UASB, para el tratamiento de las aguas

residuales 15711.8 Cálculo del tanque aerobio 15811.8.1 Cálculos para el reactor de tratamiento de aguas residuales en un reactor

Aerobio. 15911.9 Desinfección del efluente con cloro 160

11.9.2 Cálculo de diseño 16111.10 Costos de inversión del sistema de tratamiento 162

CAPITULO 12 INGENIERÍA ECONÓMICA

CONCLUSIONES

ANEXOS:

ANEXO A ANEXO BANEXO C

BIBLIOGRAFÍA

CAPÍTULO 1

GENERALIDADES

Fermentaciones Químicas de México S.A. de C.V. Capítulo 1Parque Industrial Toluca 2000 Carretera Toluca-Naucalpan, Km. 52.8 Edo. Mex. Generalidades

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OBJETIVO GENERAL

1.1 Objetivo general

Elaborar un estudio de mercado para la instalación de una planta industrial a nivelprefactibilidad de gluconato de calcio por fermentación.

1.1.1 Objetivos particulares

Elaborar farmoquímicos con materias primas de origen nacionalSustituir altas importaciones de gluconato de calcio

1.2 Justificación

En nuestro país existe alta demanda de gluconato de calcio debido a la deficiencia decalcio que se está presentando cada día más en la población, así como su uso en el sectorpecuario. Es por eso que surge la necesidad de instalar una planta para obtener elfarmoquímico citado anteriormente, además de sustituir importaciones, usando tecnologíaya existente para la elaboración del farmoquímico.

Por otro lado, dados los altos volúmenes de producción y bajo costo de la materia prima(dextrosa y carbonato de calcio), así como su gran rendimiento podríamos no sólo abastecerla industria nacional a un menor costo, sino que podría pensarse en la exportación de lamisma.

1.3 Introducción y Antecedentes

El ácido glucónico se identificó por primera vez por Hlasiwetz y Habermann en 1870,Boutroux en 1880 aisló la sal de calcio de una fermentación de glucosa en presencia decarbonato de calcio usando como cepa a Mycoderma aceti. Molliard en 1922 demostró quese producía ácido glucónico usando Sterymatocystis cuando crecía en un medio de sucrosadeficiente de nitrógeno. Bernhawer en 1928 seleccionó una cepa de A. Niger que bajocondiciones específicas producía sólo ácido glucónico. May, del departamento deagricultura de los Estados Unidos de Norte América, en 1927 seleccionó cepas dePenicillum luteum y purpurogenum capaces de producir ácido glucónico a partir dedextrosa sin metabolitos secundarios y optimizó las condiciones para una fermentaciónsólida.

El ácido D-Glucónico (ácido pentahidroxicaproico) es un producto de oxidación de la D-Glucosa y tiene la misma configuración estereoquímica, tiene una rotación específica α D 20

La remoción de dos átomos de hidrógeno de la D-glucopiranosa da la D-Glucono- δ-lactona que en solución acuosa está en equilibrio químico con el ácido D-glucónico y con laD-Glucono-γ-lactona. El ácido D-Glucónico se ioniza en agua para dar el ion gluconato yun protón. Debido a las diferentes condiciones de equilibrio existentes en dicha solución, laconstante de disociación aparente del ácido glucónico debe ser corregida por la formaciónde lactona. (Sawyr da un valor de Ka = 1.99X10-4 equivalente a pKa = 3.7)


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Los productos individuales, ácido glucónico , δ- lactona y γ- lactona pueden ser separadoscomo sólidos cristalinos de la solución obteniendo soluciones super saturadas atemperaturas definidas y sedimentando los cristales del compuesto deseado, así unasolución saturada por debajo de 30° C da cristales de ácido glucónico. Entre treinta ysetenta grados se obtiene la δ-lactona y arriba de 70°C cristaliza la γ-lactona.

1.3.1. Usos y derivados del ácido Glucónico

El ácido D-Glucónico no se comercializa como sólido cristalino pero se puede comprarcomo una solución al 50%, el ácido no es tóxico y tiene usos en la industria de losalimentos y farmacéutica no solo de uso humano sino también de uso veterinario, la cualocupa sus sales metálicas, dentro de las más importantes están las sales de sodio, de calcioy de hierro (II). La sal de sodio del ácido glucónico, que está disponible ya sea sólida o ensolución tiene un uso principal como agente quelante de calcio y hierro.

La acción secuestradora para el calcio es pobre aun a pH de 14 pero en presencia dehidróxido de sodio libre se vuelve considerable, esta mejora se atribuye a la ionización delos grupos hidroxilo permitiendo la formación de anillos quelantes, propiedad que permiteel uso de gluconato de sodio para el lavado de botellas de vidrio con ayuda de una soluciónde hidróxido de sodio caliente.

El gluconato de hierro (II), se usa frecuentemente para la administración de hierro en casosde anemia, se puede utilizar también para la horticultura.

El gluconato de calcio se usa para el tratamiento de enfermedades causadas por ladeficiencia de calcio en el cuerpo, pequeñas cantidades de lactato, sacarato o heptonato seañaden al gluconato para incrementar su solubilidad y obtener una solución estable y nocristalizable con alto contenido de calcio.

1.3.2. Bioquímica de la fermentación

La conversión de glucosa a D-glucono-δ-lactona es un proceso simple y se han usadométodos químicos en el proceso de manufactura. Un método es emplear oxidaciónelectroquímica en la presencia de iones de bromo. Otro es usar aire u oxígeno en presenciade un catalizador. Desde hace unas décadas se emplea la fermentación como método paraobtenerlo. Recientemente se ha utilizado una combinación de las técnicas de fermentacióny químicas que usa la glucosa oxidasa como catalizador en la oxidación de glucosa conaire; éste es un método alterno, usado por algunas empresas.

Los pasos por los que A niger, A. Suboxidans, y Ps. Ovalis producen ácido glucónico ogluconatos son relativamente pequeños en número consistiendo en la remoción de dosátomos de hidrógeno de la β-D glucopiranosa para dar D-glucono-δ lactona y la hidrólisisde ésta da ácido glucónico ó gluconato si se ioniza con alguna sal metálica de las antesmencionadas.


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Moyer optimizó el proceso y obtuvo rendimientos mayores del 95% de ácido glucónico en24 horas usando glucosa como fuente de carbono. En la fermentación sumergida de A.Niger, Porges realizó esta fermentación en producción semicontinua, neutralizando elácido glucónico con hidróxido de sodio con el cual consiguió tener rendimientos cercanosal 100% en 19 horas.

1.3.3 Rendimiento

El rendimiento (Y) del proceso, se refiere al sustrato consumido y cuanto se convirtió alproducto deseado, en nuestro caso el gluconato de calcio.

Con lo cual, del 100% de la fuente de carbono, el 96 % se convierte en ácido glucónico yes lo que se obtiene de rendimiento durante la fermentación.

1.4.¿ A quién va dirigido?

El gluconato de calcio va dirigido a la industria farmacéutica de uso humano y animal paraobtener formulaciones que van desde unidades de miligramos en formulaciones humanashasta decenas de gramos en las de uso animal y también se usa en la industria de losalimentos como regulador de pH.

El producto que nos interesa producir está dirigido a los laboratorios farmacéuticos delsector humano como del sector veterinario que utilizan gluconato de calcio para elaborardiferentes formulaciones, ya que el gluconato de calcio es la sal de calcio que mejor seabsorbe en el organismo con la ayuda de la vitamina D. Las posibilidades de incursionar enel mercado teniendo como objetivo ofrecer nuestro producto a este giro industrial; nosresultó atractivo debido a las altas importaciones del farmoquímico, pues se pretendesustituir dichas importaciones por las ventajas que ofrece el producir cerca de las plantas deconsumo.

96.0/ =SPY

CAPÍTULO 2

PRODUCTO

Fermentaciones Químicas de México S.A. de C.V. Capítulo 2Parque Industrial Toluca 2000 Carretera Toluca-Naucalpan Km. 52.8 Edo. de Mex. Producto

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2.1 Características

Definición: El gluconato de calcio es la sal obtenida a partir de un proceso biotecnológicode fermentación usando como materia prima principal, la glucosa, la maltosa o la sacarosay el carbonato de calcio y sales de nitrógeno, potasio y fósforo para el desarrollo de la cepaAspergillus niger en el biorreactor.

2.1.1. Propiedades Físicas.

- P.M. 430.38 g / mol.- Polvo cristalino blanco.- Fácilmente soluble en agua hirviente.- Insoluble en alcohol y solventes Orgánicos.- pH de 6 –8.2.- No flamable.- Contenido de Humedad hasta 1%.- Punto de fusión 120° C.- 98 a 102% de pureza.

2.1.2. Propiedades químicas

- Sustancias reductoras max 1%.- Metales pesados max 10 ppm.- Sulfatos max 50 ppm.- Cloruros máx 50 ppm.- Magnesio y metales alcalinos max 0.4%.- Fierro 5 ppm.- Fosfatos max 100 ppm.- Arsénico max 0.02 ppm.

2.1.3. Propiedades fisiológicas

Se ha demostrado que el gluconato de calcio es más fácil de absorber en relación a las otrassales de calcio, necesita de vitamina D para poderse fijar en huesos.

2.1.4. Propiedades Microbiologicas

- Levaduras hasta 10 UFC / g.- Mohos hasta 50 UFC / g.- E. Coli prueba negativa.- Estafilococos prueba negativa.- Coliformes prueba negativa.


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2.1.5 Pruebas sensoriales.

- Inodoro.- Cristales color blanco.

2.2 Vida Útil

La vida útil del gluconato de calcio se basa en el cumplimiento de las normasfarmacéuticas, mediante el uso de un empaque adecuado, el cual impedirá la transferenciade humedad y contaminantes, lo que impedirá el deterioro de la calidad del producto.

Basado en lo anterior la vida útil del producto se puede estimar en 30 a 36 meses, siemprey cuando el producto sea conservado en lugares frescos y secos.

2.3. Usos

2.3.1. Usos principales

Se le utiliza en preparaciones farmacéuticas para uso humano y uso animal (ganado vacunoy avícola) cuando se presentan deficiencias en calcio, hipocalcemia aguda y periodos delactancia y post-parto. También es usado para la regulación del pH en la preparación deformulaciones farmacéuticas líquidas.

2.3.2. Usos Alternos

• En la industria alimentaría como regulador de pH y secuestrador de metales, aunquecon pureza menor a la que manejamos.

• En la industria metalúrgica como secuestrador de metales.• En el tratamiento de aguas residuales y en la industria de los colorantes.

2.4. Productos Sustitutos

• Carbonato de calcio.• Gluconolactato de calcio.• Glucobromato de calcio.• Lactobromato de calcio.• Glucoheptonato de calcio.• Borogluconato de calcio.• Lactato de calcio.• Hidroxihapatita.


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2.5. Patentes

La patente de invención es un título de propiedad que protege a toda invención que seanueva o producto de una actividad inventiva y posea aplicación industrial. La patentepermite al autor de un producto o proceso su explotación por el término improrrogable de20 años a partir de la presentación de solicitud.

La patente protege al inventor concediéndole a éste el derecho de excluir a otros de poderhacer, usar, o vender la invención en los territorios del país donde se registró por un tiempolimitado. La patente es un documento impreso en el cual se describe detalladamente lainvención y define el alcance de la misma.

En México se encuentra el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI) el cual seencarga de la legislación de patentes.

Las patentes alternas a nuestro proceso son:

• Baker D.L. (B.L. Sarret) (1953) Proceso enzimático para la producción de ácidoglucónico. US Pat 2 651 592 (Chem Abstr. 48. 334h)

• Moyer. A. J. (US Secretary of Agriculture) (1944) Proceso para la producción deácido glucónico. US Patat 2 351 500 (Chem Abstr 38, 5360)

• Noury y Van der Lande (1962) Proceso para la preparación de ácido glucónicomonohidratado. Br Pat. 902 609 (Chem Abstr. 57, 13 020g)

Actualmente estas patentes están vencidas por lo que los procesos están disponibles.

2.6. Acondicionamiento del producto

2.6.1. Presentación

El producto tendrá las siguientes presentaciones:

Cuñetes de 25 y 50 Kg que cuentan con un seguro montable / desmontable de fácil manejo

2.6.2. Envase

Un envase es cualquier recipiente o envoltura que contiene y está en contacto con elproducto.

El envase tiene las siguientes funciones:

• Contener el producto.• Facilitar el transporte.• Presentar el producto para la venta.


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El envase debe ser material inocuo, estar libre de sustancias que puedan ser cedidas alproducto en condiciones tales que puedan afectar su inocuidad y estar fabricado de maneraque mantenga la calidad sanitaria y composición del producto durante su vida útil.

Los envases no deben contener impurezas o residuos constituidos por plomo, antimonio,zinc, cobre, cromo, hierro, estaño, mercurio, cadmio, arsénico u otros metales o metaloides.

Tampoco podrán contener monómeros residuales de estireno, de cloruro de vinilo, deacrinonitrilo o de cualquier otro monómero residual o sustancia que puedan serconsiderados nocivos para la salud. También está prohibido la utilización de envasesfabricados con reciclados de papel, cartón o plástico de segundo uso.Por lo anterior se eligió un envase tipo cuñete, el cual se usa especialmente para el envasede productos químicos o materias primas sólidas destinados a consumo industrial. Estosenvases impiden la entrada de aire, humedad y otros contaminantes. Los cuñetes se sellancon seguro metálico y presentara la etiqueta impresa 60 cm. de alto, por 30 de diámetro enel fondo.

2.7 Nombre de la empresa

La razón social de la empresa será: Fermentaciones Químicas de México, S. A. de C.V.FERQUIM S.A. de C.V.

2.7.1 Marca

La marca es todo signo que distingue un producto de otro, o bien, un servicio de otro. Lasmarcas son un activo que se compra, vende, se obtiene su franquicia, etc. El legítimo titularde una marca obtiene importantes derechos al convertirla en “marca registrada”, propiedadde la misma y la exclusividad de su uso frente a terceros. El uso exclusivo que confiere laLey al titular de una marca registrada, los pondrá a salvo de cualquiera que pretenda usar sumarca o registrarla a su nombre, ya sea una marca idéntica, parecida o similar,aprovechando su prestigio y provocando un eventual daño a la imagen de la compañía, laque será protegida si es marca registrada.

La marca comercial, estará registrada con el nombre de FERQUIM MR

2.7.2 Etiqueta

El objetivo del etiquetado o rotulación es orientar la elección del consumidor o bien deindustrias y laboratorios que hacen uso de aditivos. Proporcionando, mediante leyendas,dibujos y demás descripciones fijadas sobre los envases que contengan alimentos, bebidas obien, aditivos, datos útiles y veraces relativos a estos productos.

En el etiquetado o rotulación de un mismo producto la información exhibida debe serespecífica a las características del producto.


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En la etiqueta se deben contener los siguientes datos:

• Nombre, marca comercial y/o logotipo del producto.• Identificación del fabricante.• Composición, naturaleza y propiedades del producto.• Contenido neto.• Identificación del lote.• Datos de fecha de caducidad.• Razón social, dirección y datos del productor.• Lugar de procedencia u origen del producto con la leyenda “Hecho en México”, por

ejemplo.• Instrucciones para su uso.• Código de barras.• Símbolos o diseños para protección al ambiente.

Todos los datos anteriores deberán presentarse en letras de molde, completamente legiblesy evitando que la información presentada induzcan a equivocaciones o al engaño a losconsumidores.

A continuación se presenta el diseño propuesto para la etiqueta del gluconato de calcio:


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2.7.3 Código de barras

El UPC es la simbología con la que estamos más familiarizados aunque existen otras; estoes, ya que prácticamente se encuentra en todos los productos que se comercializan enMéxico al menudeo. Este código es el esfuerzo de muchas agrupaciones trabajando unidasno sólo para acordar un estándar, sino virtualmente para desarrollar una simbología decódigos de barra. Por tanto, para explicar el UPC se necesita explicar los estándares.

El Código UPC-A es otorgado por la Asociación Mexicana de Estándares para el ComercioElectrónico (AMECE) y es otorgado a compañías que lo solicitan para la exportación aEstados Unidos y Canadá; este código consta de 12 dígitos. El primer número de laizquierda corresponde al numero de sistema asignado por el Uniform Code Council (UCC),otorgado por AMECEM; el siguiente número es la clave de la empresa asignada por UCC yotorgada por AMECE; el tercer número, es la clave de producto asignada por la empresa;por último, el dígito que aparece en el extremo derecho inferior es el dígito verificador.

El Código UPC-E es reducido por un programa llamado supresión de ceros. también esutilizado en productos que por su tamaño no puede aceptar una versión larga. Este códigoconsta de 8 dígitos. El primer número de la izquierda corresponde la clave del productoasignada por AMECE; por último, el dígito que aparece en el extremo derecho inferior es eldígito verificador.

Existe otra clasificación de códigos que se basa en el estándar del European ArticleNumering (EAN), en los cuales existen el EAN-13 que es similar al UPC-A, pero con ladiferencia de la existencia de un número más al código, y el EAN-8 que es muy similar alUPC-E con ninguna diferencia en dígitos. Estos sólo se configuran de distinta manera a losde la UPC pero en esencia tienen la misma función.

A continuación se presenta un ejemplar de códigos de barras:

CAPÍTULO 3

ENTORNOS

Fermentaciones Químicas de México S.A. de C.V. Capítulo 3Parque Industrial Toluca 2000 Carretera Toluca-Naucalpan Km. 52.8 Edo. de Mex. Entornos

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3.1 Entorno económico-político

3.1.1. Tratado de libre comercio entre México y la U E

El primero de julio del 2001, entró en vigor el Tratado de Libre Comercio entre México y laUnión Europea. Se trata del acuerdo comercial más ambicioso que la Unión ha suscritohasta la fecha. Este tratado es parte de los instrumentos de política exterior más ambiciososque México ha celebrado: el primer Acuerdo de Asociación Económica, ConcertaciónPolítica y Cooperación entre México y la Unión Europea, conocido como: “AcuerdoGlobal”. En sus tres vertientes, diálogo político, cooperación y liberalización comercial, elacuerdo contiene los elementos para dar un nuevo ímpetu a la relación bilateral.

En materia comercial, el Acuerdo Global sentó las bases para la creación del Tratado deLibre Comercio entre México y la Unión Europea. El tratado prevé la eliminación total dearanceles en el sector industrial a más tardar el primero de enero de 2007; promueve lascomplementariedades en el sector agrícola y, otorga un marco jurídico para la liberalizacióndel comercio de servicios, la promoción de los flujos de inversión directa, la protección delos derechos de propiedad intelectual, las compras de gobierno y la solución decontroversias.

3.1.2 Situación Nacional

Los elementos que impulsarán la recuperación de la economía difieren de los que hastaahora han apuntalado el crecimiento. En este sentido, se espera que el gasto interno eninversión en sus tres distintas modalidades, pública, privada e impulsada, se constituyacomo el componente de la demanda agregada más dinámico y que permita la reactivacióndel proceso productivo. En contraste, se prevé una moderación importante en el gasto deconsumo del sector privado durante el primer semestre del 2002, principalmente en el rubrocorrespondiente a los bienes duraderos.

No obstante, se espera que el consumo privado nuevamente recobre dinamismo en lasegunda mitad del año. Por su parte, las exportaciones de bienes y servicios contribuirán alcrecimiento del producto hacia finales de 2002, en congruencia con la recuperación de laeconomía estadounidense.

Respecto al comportamiento de la inversión, tal como se destacó anteriormente, elprograma económico de 2002 incorpora un aumento del gasto en formación de capitalimpulsado a través de proyectos de inversión financiada, tanto aquellos que se encuentranen marcha como en una serie de nuevos proyectos concentrados en el sector energético. Eneste sentido, es importante mencionar que la inversión impulsada por el sector público, esdecir, la suma de la inversión presupuestaria y la financiada, crecerá 8.7 % en términosreales en 2002. De esta manera, el gasto en inversión impulsada aumentará comoproporción del PIB de 3.5 a 3.8 % entre 2001 y 2002. Con ello, el sector público constituiráuna4fuente importante para el crecimiento de la economía durante el próximo año.


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Si bien la inversión impulsada por el sector público representará un aliciente para reactivarla economía, se requiere de la presencia de un conjunto de factores para garantizar el mayorgasto en inversión privada.

En particular, es necesario que los incrementos a los salarios contractuales de jurisdicciónfederal no sean mayores al 4.5 %, en congruencia con la inflación esperada para el añoentrante. Asimismo, se requiere que se mantenga un entorno de estabilidadmacroeconómica, condición indispensable para preservar las tasas de interés en nivelesreducidos y que se avance en la agenda de reforma estructural.

Por lo que se refiere al consumo, durante el próximo año se estima que se registrará unatasa anual de crecimiento positiva pero significativamente menor a la observada a lo largodel 2001. Esta previsión se sustenta en un menor dinamismo esperado de la masa salarial yen una actitud de mayor cautela en la compra de bienes, sobre todo de aquellos denaturaleza duradera, en respuesta a la presencia de un entorno de mayor incertidumbre.

Por su parte, se anticipa que las exportaciones de bienes y servicios contribuirán alcrecimiento de la economía de forma moderada, principalmente como consecuencia deldeterioro en la confianza del consumidor estadounidense. En paralelo, los atentados del 11de septiembre tendrán un impacto negativo sobre la balanza de servicios al afectar el flujode turistas que recibe México, fenómeno que podría ser atenuado por una disminución en lacantidad de mexicanos que viaja al exterior.

3.2 Metas económicas en 2002

En resumen, las metas económicas para 2002 son las siguientes:

Incrementar el ritmo de la actividad económica, la generación de empleos formales ylos ingresos reales de las familias. En particular, se propone alcanzar una tasa decrecimiento real del PIB de 1.7 % anual. Esta cifra implica una recuperación importantedurante la segunda mitad de 2002 y es congruente con la trayectoria de expansión esperadade la economía estadounidense.

Contribuir al abatimiento del proceso inflacionario. En estrecha coordinación con elBanco de México, la política fiscal coadyuvará para que el incremento anual de los preciosno sea superior al 4.5 % anual, en línea con las metas de mediano plazo establecidas pordicha institución.

Conservar las cuentas externas del país en niveles moderados y sanamentefinanciables. Con base en las proyecciones de crecimiento económico de México y de losEstados Unidos y acorde al precio internacional de petróleo estipulado en los mercadosfuturos, se estima que la cuenta corriente de la balanza de pagos registrará un déficitequivalente a 3.4 % del PIB durante 2002.


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3.3 La Reforma Fiscal.

La evaluación de la reforma fiscal, así como del paquete económico para el 2002 fuecompleja porque incluyó elementos tanto positivos como negativos. Es inferior en términosrecaudatorios y diferente a la propuesta por el gobierno, que era más conveniente, enmontos (1.9% del PIB versus 1% aprobados), estructura de ingreso (basado en el IVA y noen el ISR e impuestos especiales) y de gasto (mayor peso a educación, salud, energía y adisminución del déficit que el aprobado). Se concluye que los aspectos macroeconómicosson claramente positivos, porque los mayores recursos disponibles y los consensos logradosentre partidos y poderes hacen más viable la disciplina fiscal y la gobernabilidad;igualmente destacan elementos positivos en varias de las propuestas aprobadas sobre el ISR(homologación de tasas a empresas y personas, con bajas en los siguientes años) y otroselementos (esquemas de flujo de efectivo). Lo anterior más que compensar los elementosnegativos que contiene la reforma en términos del tipo de impuestos que fueron elevados(impuestos especiales y a la nómina) y que facilitan la lucha contra la evasión fiscal,distorsionan las decisiones económicas y podrían desalentar la creación de empleos. Todoello, que incluye el mantenimiento del objetivo de déficit fiscal de 0.65% del PIB para el2002, a lo que se añaden los logros en la lucha contra la inflación y una buena reacción delos inversionistas internacionales, constituye una buena perspectiva en términos deestabilidad financiera para este año, aunque en el contexto de una actividad productiva aúndébil.

3.4 Situación Política

3.4.1 Congreso

El mapa político de equilibrio de los poderes que se vive en el país no se ha traducido enmayor eficiencia para gobernar. Contrariamente, lo que acontece es el contrapeso queopone el Legislativo a las propuestas del Ejecutivo. De tal manera, en tanto no se avance enla segunda generación de reformas políticas que permitan mayor eficacia y gobernabilidaddemocrática al régimen; el gobierno dividido, resultado de la distribución del poder,pudiera verse afectado e incapacitado para lograr acuerdos y resultados.

El viejo modelo que norma las relaciones entre los poderes es inapropiado para la nuevarealidad. La idea original, en el marco de la transición, era acotar al Presidente conmárgenes de acción política adecuados, aunque éstos debieran permitir el flujo de losasuntos pendientes. Ciertamente hay un nuevo equilibrio, pero en el fondo hay un Ejecutivoque no puede impulsar sus iniciativas y un Legislativo que legisla poco. Bajo estascondiciones la operación política del gobierno se dificulta enormemente.

El problema se complica, puesto que los partidos políticos mayoritarios no tienen lacohesión suficiente, ni la dirección necesaria como para considerarlos capaces de lograracuerdos. Como quiera que sea, en lo que resta del período ordinario de sesiones, lanecesidad de lograr consensos estará presente y conllevará riesgos, como atender iniciativasde ley en donde todos participen a través de pactos cupulares que pudieran ser inclusoajenas al interés público.


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3.5 Evolución del PIB

México vende cerca de 85% de sus exportaciones en Estados Unidos y los ataques enseptiembre del 2001, aunado a la recesión que se venía dando implicaron que EEUU dejaráde consumir por temor al rumbo que tomará la situación económica, esto fue un gran golpepara la economía de México que se dejó de producir por la falta de demanda, esto sumado alos problemas presentes en México, presentó una caída al final del año de 0.4 % del PIB,que nada tenía que ver con los pronósticos que se habían realizado para el cierre de eseperiodo.

3.6 Ciencia y tecnología

México, al ser un país en vías de desarrollo, cuenta con una ciencia y tecnología deficiente,esto se puede apreciar en diferentes aspectos de nuestra vida, por ejemplo, lascomputadoras, que aunque se producen en México, el diseño y la innovación se hacen enotros países; los automóviles son otro ejemplo, equipos de laboratorio, nuevos procesos enla industria, etc. En los últimos años, se ha aumentado el presupuesto a la ciencia y latecnología, pero éste sigue siendo deficiente. En los países desarrollados se da un montomayor al 3% del PIB, mientras que en México la cifra va de 0.28 a 0.47% del PIB, lo quedemuestra la falta de apoyo que se tiene a este rubro.

A pesar de estas deficiencias, los países subdesarrollados han contribuido en variosproyectos como lo es la producción de gasohol en Brasil, la televisión a color en México,etc. pero sólo han sido chispazos, sin darles continuidad en el propio país. Sin embargo,muchos de los problemas de los países subdesarrollados sólo los pueden resolver ellosmismos, ya que tienen un clima, suelo o condiciones socioculturales diferentes a la de lospaíses desarrollados. Mientras nuestros dirigentes no entiendan que la ciencia esfundamental para el desarrollo del país, seguiremos teniendo extrema pobreza,contaminación, falta de alimentos, etc, y dependiendo de las economías del primer mundo,en el caso de México, se depende principalmente de la economía de Estados Unidos y siésta sufre una desaceleración, en México se potencializa el efecto, como se dicepopularmente, mientras que a Estados Unidos le da un resfriado, a México le da unapulmonía.

También es cierto que mientras los países industrializados se apoyan en la ciencia, lospaíses subdesarrollados apoyan a la ciencia. A fines del siglo XX y principios del XXI,México todavía no ha reconocido que la fuerza que transformó al mundo medieval enmoderno fue la ciencia, y que sin ella no es posible incorporarse al mundo civilizadocontemporáneo.

Una excepción entre los países subdesarrollados es Cuba. Desde la revolución socialista de1959, al tener una posición muy comprometida con EE.UU., el gobierno cubano se hacomprometido en su apoyo a la ciencia y esto se observa en que es uno de los países deltercer mundo que mayor presupuesto destina a ciencia y tecnología (1.68% del PIB) y se ve


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reflejado en que son pioneros en biomedicina y biotecnología. En estos campos y algunosotros han sabido resolver algunos de los problemas que son únicos en la isla. Por desgracia,este ejemplo no se ha extendido a los demás países subdesarrollados.

El Programa de Ciencia y Tecnología 2000-2006 contiene los objetivos que determinan lapolítica del gobierno federal en la materia y las acciones y criterios mediante el ConsejoNacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) fomenta la investigación científica ydesarrollo tecnológico. La información consolidada de los recursos destinados a larealización y fomento de las actividades científicas y tecnológicas la presenta CONACyTen el Programa Especial de Ciencia y Tecnología que luego se consigna en el Anteproyectode Presupuestos de Egresos de la Federación. Una vez aprobado por el H. Congreso de laUnión, se materializa en el Presupuesto de Egresos de la Federación.

3.7 Sector Farmacéutico

3.7.1 Antecedentes

Las raíces de las empresas mexicanas son muy antiguas y notables. Antes de la llegada delos españoles, la medicina había alcanzado un gran desarrollo en México, el cual seapoyaba en el conocimiento de los efectos de las plantas, herencia de la tradicionalsabiduría de los pueblos prehispánicos. "Los aztecas y los mayas dieron un gran impulso allegado cultural de los primeros grupos indígenas mexicanos; la botánica aplicada a lamedicina, fue en la primera mitad del siglo XVI, superior en muchos aspectos a la europea.Los indígenas conocían las propiedades terapéuticas de 1200 especies botánicas; lograronreconocer muchas enfermedades", y eran hábiles en un gran número de actividadesrelacionadas con la medicina.

Este proceso de creación de conocimientos fue frenado por la Conquista de México. Sinembargo, la experiencia sobre las virtudes curativas de las plantas de la épocaprecortesiana, reunida y ordenada en una farmacopea, coadyuvó a conferir la actualestructura a la industria mexicana de medicamentos.

La industria de medicamentos cobra auge al terminar la Segunda Guerra Mundial, cuandosurge una ola de medicamentos nuevos. La fundación de la industria de medicamentosmexicana se inicia como tal.

La actividad del sector creció con rapidez, gracias a que en el territorio nacional se disponíade una infinidad de recursos naturales. Por citar un ejemplo, tenemos el caso de la plantaconocida como barbasco.

En 1944 el químico Rusell Marker, descubrió que el barbasco mexicano, a diferencia del deotros lugares del mundo, poseía un alto contenido de diosgenina, elemento esencial en laproducción de hormonas. Para el mercado mundial este descubrimiento significó elabatimiento de los precios y la garantía de abastecimiento. Antes del hallazgo, había queextraer la hipófisis de 1200 cerdos para producir un gramo de hormonas.


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La herbolaria mexicana es abundante y puede ofrecer oportunidades interesantes yredituables. Se deben aprovechar los centros de investigación que existen en México paraque en colaboración con los empresarios y las autoridades se logre avanzar en el campo dela investigación y el desarrollo de substancias terapéuticas.

Cerca del 80% de la población mundial todavía depende de plantas medicinales para elcuidado de su salud. El 20% de las drogas en las farmacopeas modernas son derivados delas plantas. Los productos que más se venden son para dormir, sedantes para el sistemacardiovascular, respiratorio y digestivo.

La rama industrial de elaboración de medicamentos está integrada a la industriafarmacéutica, la cual agrupa también a los fabricantes de productos auxiliares para la saludy de materias primas o farmoquímicos. La industria farmacéutica produce, distribuye yvende sus productos, buscando satisfacer las necesidades de salud de todo ser vivo.

En cuanto a la demanda de medicamentos, tenemos que el principal segmento de mercado,(tanto en países desarrollados como subdesarrollados) está integrado por los consumidoresde ingreso medio y alto; es por ello que las empresas se concentran en producir medicinasque demandan las clases media y alta, teniendo menor interés, por lo general, la producciónde medicamentos que demandan los grupos de bajos ingresos. Las prioridades deinvestigación de las empresas de medicamentos, así como la de los gobiernos y fundacionesde los países desarrollados, también se orientan a satisfacer los requerimientos de losconsumidores de mayores ingresos. Otra razón por la que las empresas no producenmedicamentos solicitados por las clases de bajos ingresos radica en los estrictos controlesde precios que muchos países imponen a los medicamentos básicos, lo cual reduce lautilidad que puede obtenerse de ellos.

La importancia que tienen los medicamentos dentro de la estructura de la industriafarmacéutica es indiscutible. Éstos, serán identificados como "toda sustancia y mezcla desubstancias de origen natural o sintético que tenga efecto terapéutico, preventivo orehabilitatorio, que se presente en forma farmacéutica y se identifique como tal por suactividad farmacológica, características físicas, químicas y biológicas y tener una dosisprecisa"

Ahora bien, los medicamentos son clasificados, entre otras categorías: por el tipo decomercialización, el cual se refiere a los canales que siguen las empresas para vender susproductos, éstos son tres: Medicamentos de patente o marca registrada, Medicamentosgenéricos y Genéricos de Marca.

La industria farmacéutica y farmoquímica son consideradas “estratégicas” en la mayoría delos países. Esta apreciación obedece tanto al significativo impacto que han tenido, tienen yseguirán teniendo en el sector de la salud de las respectivas naciones, así como su fuerteparticipación en el abatimiento de enfermedades de muy diferente índole: la poliomielitisha sido prácticamente erradicada y otros medicamentos abren la misma posibilidad encuanto a las paperas, el sarampión y la rubéola, entre muchas otras. Como resultado, aescala internacional la esperanza de vida de la población se ha prolongado marcadamente.


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En México casi se ha duplicado en los últimos 50 años. No obstante, se presentan nuevosretos en este terreno. Hay viejas enfermedades sin cura definitiva y otras nuevas querequieren métodos de análisis, pruebas y medicamentos innovadores.

La industria farmacéutica y farmoquímica destacan, además, por una serie decaracterísticas. Figuran entre las industrias de más alto grado de innovación, lo que serefleja en elevados niveles de gastos en investigación y desarrollo.

El impacto social de la industria farmacéutica, se debe a la cantidad de habitantes queexisten en la zona, en este caso se presentan las estadísticas poblacionales.

3.7.2 El sector mexicano fabricante de medicamentos

Actualmente, de igual forma que desde hace más de cinco décadas, en el territoriomexicano, la industria de medicamentos está integrada por laboratorios nacionales ylaboratorios transnacionales, el mercado al que éstos destinan sus ventas se encuentradividido en público y privado.

Al menos hasta 1998 la industria farmacéutica conformaba una compleja red deencadenamientos con múltiples sectores de la economía mexicana. Contemplaba 12sectores que van de la fabricación de productos químicos básicos orgánicos, a envases decartón y plástico, hasta la fabricación de productos Farmacéuticos y diferentes actividadesde comercialización.

En el total de esta red de actividades se cuenta a más de 19 700 empresas con más de173000 empleos. Las microempresas representan 94.04% del total de establecimientos y21.28% de su empleo, mientras que las grandes empresas (0.61% del total) aportan 43.84%del empleo. Entre los 12 sectores del agrupamiento sobresale el de la fabricación deproductos farmacéuticos con 54 049 empleos (31.16%) y 378 establecimientos (1.91%).

La industria Farmacéutica tiene una participación del 0.6 % del Producto Interno Bruto(PIB), y de 0.3 % en el sector Manufacturero.

En el territorio mexicano existen más de trescientos laboratorios que producenmedicamentos, de los cuales predominan (por el monto de sus ventas) los de capitalextranjero; los de origen estadounidense representan el 39% y los de origen Europeo el54%. De este último segmento destacan los de capital inglés, alemán y suizo.

El 25% de los laboratorios registrados se consideran grandes corporaciones, 14% sonempresas medianas, 35% pequeñas empresas y 26% son microempresas. Las grandescorporaciones controlan el 80% del mercado doméstico.

Más del 50% de las empresas están ubicadas en el D.F. y existe cerca de un 10% ubicadoen el Estado de México. Jalisco es el Estado que presenta la segunda concentración delaboratorios con 12%. En Puebla hay un 6%, mientras que en Morelos se presenta un 4%.


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Los laboratorios en México están agremiados en la Cámara Nacional de la IndustriaFarmacéutica (CANIFARMA), independientemente del capital social que posean. Lasempresas de capital mayoritariamente mexicano también se agrupan en una AsociaciónNacional de Fabricantes de Medicamentos (ANAFAM) y los de capital mayoritariamenteextranjero pertenecen a la Asociación Mexicana de la Industria Farmacéutica (AMIF).

La producción de los diferentes insumos y productos farmacéuticos está dividida pormitades entre la Cámara Nacional de la Industria Farmacéutica (CANIFARMA) y laCámara Nacional de la Industria de la Transformación (CANACINTRA).

La CANIFARMA, que agrupa a 200 laboratorios, tiene una mayor participación en laelaboración de medicamentos humanos (34%) y veterinarios (8.7%). Aunque con menorporcentaje (5.2%), también interviene en la elaboración de productos auxiliares para lasalud (PAPS) y en la de reactivos (2%).

Por su parte, los afiliados a la CANACINTRA son los que manufacturan la mayor parte delos PAPS (29.2%) y los farmoquímicos (18.7%), y producen reactivos en una cantidadligeramente mayor (2.7%) que los socios de CANIFARMA.

Es importante señalar que esta última tiene la exclusividad para la producción demedicamentos humanos y veterinarios, mientras que la CANACINTRA es la única queproduce farmoquímicos.

3.7.3 Ventas del Sector

La estructura del mercado en México esta constituida así: El mercado privado ocupa cercadel 82% de las ventas, y el sector público por su parte el restante 18%. Hoechst MaRoussel, Glaxo Wellcome, Boehring I./Promeco, Syntex - Roche, Wyeth y Janssen estánentre las empresas líderes. Ninguna empresa tiene más del 8% del mercado.

Las ventas al gobierno se realizan en un 75% al Instituto Mexicano del Seguro Social(IMSS), 20% al Instituto de Seguridad Social y Servicio para los Trabajadores del Estado(ISSSTE) y 5% a otros organismos como son la Secretaría de Salud (SS), PetróleosMexicanos (PEMEX), la Secretaría de la Defensa Nacional (SEDENA), entre otrasentidades públicas.

De acuerdo con datos de la Asociación Nacional de Ejecutivos de Ventas de la IndustriaFarmacéutica (ANEVIFAC), durante el año pasado las ventas totales de medicamentosfueron de casi 7,500 millones de dólares.

De acuerdo con CANIFARMA, el año pasado se vendieron en farmacias 990 millones decajas de medicamentos, pero el sector público adquirió mil cien millones de unidades. Estoquiere decir que el gobierno compró más de la mitad de la producción mediante licitacionesque se llevan a cabo más o menos cada año.


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3.7.4 El Mercado Dinámico.

Existen factores que afectan tanto a las empresas nacionales como a las transnacionales.Uno de los más importantes, es la inestabilidad económica del país, lo cual tiene comoconsecuencia que no exista inversión ni de capital nacional ni de extranjero.

Los empresarios mexicanos enfrentan altos costos de financiamiento; la escasez de recursosfrena la renovación tecnológica de las plantas y la inversión en investigación y desarrollo,que como ya fue expuesto es el motor de la industria; a escala mundial se destina un 15%de las ventas de medicamentos a la investigación, en México se destina a esta actividad sóloel 1%.

Del total de fármacos que se consumen en el país, 95 % son de manufactura nacional,aunque el 80 % de las materias primas provienen de naciones como Estados Unidos yAlemania, lo que representa una inversión anual de cien millones de dólares.

Respecto a las exportaciones, para México el principal mercado lo constituyen Centro ySudamérica, regiones a las que vende fármacos por un total anual de 600 millones dedólares. Otras naciones que adquieren cantidades de cierta importancia son los PaísesBajos, Estados Unidos y otros estados asiáticos. Ello posiciona al mercado mexicano enquinto lugar a nivel mundial.

De acuerdo con un estudio del Banco Nacional de Comercio Exterior (BANCOMEXT), lamayor parte de las exportaciones mexicanas de artículos relacionados con la actividadmédica corresponden a PAPS (productos auxiliares para la salud), seguidos de losmedicamentos y los farmoquímicos.

En el rubro de importaciones, las operaciones anuales se estiman en mil cien millones dedólares, de los cuales la mayor parte se destinan a la adquisición de farmoquímicos. Ensegundo lugar se importan PAPS y en tercero, medicamentos. Irlanda e Italia son losprincipales proveedores de farmoquímicos, mientras que Estados Unidos lo es en el ramode los medicamentos y PAPS.

También se menciona que los medicamentos de patente tienen un precio de venta más bajoque en Estados Unidos aun cuando poseen la misma calidad, además de que actualmente noestán sometidos a un control de precios internos.

3.7.5 Constitución del sector farmacéutico

La industria farmacéutica está constituida por:

Farmoquímicos (Materias Primas)• Naturales• Sintéticas


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Medicamentos de Uso Humano y Veterinario

• Halópatas• Homeópatas• Herbolarios

Equipo Médico y Reactivos para Diagnóstico

Productos Auxiliares para la Salud- PAPS

• Material de curación• Higiénicos• Odontológicos

3.7.6 Fortalezas y debilidades del sector farmacéutico

Fortalezas del sector farmacéutico en México• Capacidad para adaptación, control de calidad. Comprobación de eficacia

terapéutica y desarrollo de procesos.• Los medicamentos de patente tienen un precio de venta más bajo en México

que en EU y la calidad es la misma.• Actualmente, no existen controles de precios internos sobre los productos

farmacéuticos.• Existe capacidad ociosa en la producción, que puede utilizarse para la

fabricación de genéricos.• Los precios de los genéricos mexicanos son competitivos a nivel

internacional

Debilidades del sector farmacéutico en México

• Bajos niveles de integración en la cadena productiva.• Falta de acceso a insumos a precios competitivos.• El desarrollo de nuevas moléculas y nuevas tecnologías es nulo.• Limitada capacidad para realizar pruebas clínicas de biodisponibilidad y se

carece de infraestructura para llevar a cabo estudios de bioequivalencia, loque limita la obtención de registros sanitarios.

• Las pequeñas y medianas empresas en su mayoría tienen dificultades para elacceso a los distintos instrumentos financieros.

Algunas consideraciones del mercado nacional

• En México se encuentran presentes los principales laboratoriosmultinacionales coexistiendo con los laboratorios nacionales. Ambosabastecen el 90% del mercado doméstico.


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• Existen más de 400 establecimientos que dan empleo a alrededor de 40,000trabajadores. Los grandes establecimientos generan el 60% de esos puestosde trabajo.

• La industria se encuentra ubicada principalmente en el Distrito Federal, Edo.de México, Jalisco, Morelos y Puebla. Sin embargo, existen algunasimportantes empresas en otras entidades.

• Actualmente, la Ley de Patentes y Marcas protege al principio activo noimportando la ruta de obtención.

3.7.7 Entorno Jurídico

Existen varias dependencias gubernamentales que especifican los requerimientoscorrespondientes para poder instalar y operar legalmente una industria, ya que es necesariorealizar varios trámites y cumplir con ciertos requisitos..

3.8 CANIFARMA

Esta institución proporciona información sobre el sector farmacéutico, está constituida porsocios de casi todas las empresas farmacéuticas. Organiza eventos y cursos para que sussocios estén actualizados en diferentes áreas de este sector.

3.9 CANACINTRA

Esta institución proporciona información sobre los trámites rápidos para la instalación deuna empresa. Como persona física debe buscarse el local, obtener la boleta predial yposteriormente ir a CANACINTRA. El permiso de uso de suelo dependerá de dónde sequiera instalar la planta. También se debe tomar en cuenta el tipo de industria que se deseainiciar, microindustria, mediana industria, macroindustria, etc.

Si se cumple con los requisitos del tipo de industria y se aprueba la zona de ubicación dellocal se obtendrá un permiso para el uso de suelo.

3.10 Secretaría de Relaciones Exteriores (SRE)

La SRE expide permisos para constitución de sociedades o asociaciones, estos sonotorgados con el fin de que alguna persona moral utilice una denominación exclusiva.

3.11 Secretaría de Hacienda y Crédito Público (SHCP)

Es necesario darse de alta para obtener el registro federal de causantes (RFC)

3.12 Secretaría de Salud

Para darse de alta en la SSA se necesitan realizar los siguientes trámites:• Constancia de libre venta• Autorizaciones sanitarias• Aviso de apertura del establecimiento


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Una vez realizados los trámites, la SSA hace un seguimiento de las actividades de laempresa por medio de supervisores, después de la inspección, si se aprueba, la SSA otorgala licencia sanitaria.

3.13 Secretaria del Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT)

Como empresa es obligatorio presentar un manifiesto de impacto ambiental (MIA) anteSEMARNAT a través del Instituto Nacional de Ecología (INE) y la dirección general denormatividad ambiental.

Una vez aprobada la autorización de la SEMARNAT, la institución realizará unaverificación de cumplimiento de las disposiciones contenidas en la Ley General delEquilibrio Ecológico y Protección al Ambiente (LGEEPA), así como la veracidad de losdatos.

3.14 Sistema de Información Empresarial Mexicano (SIEM)

En el SIEM deben de estar todos los empresarios que venden, fabrican, comercian o dan unservicio, para vincularse en este centro de negocios en México y encontrar clientes,proveedores y servicios.

La nueva ley de cámaras empresariales y confederaciones establece que todas las empresasdeben de registrarse en el SIEM. El SIEM es un centro de intercambio de informaciónacerca de oportunidades de negocios a través de los servicios de registro empresarial,sistema de subcontratación, sistema de desarrollo de proveedores, compra neta.

Para dar de alta un producto terminado se acude al Instituto Mexicano de la PropiedadIndustrial (IMPI) para marcas y patentes.

3.15 Entorno AmbientalEn la gestión ambiental interactúan una amplia gama de actividades, instancias y entidades,tanto del sector público como privado. Asimismo, la sociedad tiene cada vez más unaconciencia ambiental, por lo que este aspecto tiene que ver con todo: transporte, comercioexterior, cultura, desarrollo social y casi cualquier otro ámbito de la vida. Cuando se abreuna nueva empresa es necesario tener en cuenta el factor ambiental, dentro de su viabilidady sustentabilidad.

3.7.1 Situación en México: Panorama GeneralLos efectos que la falta de protección ambiental tuvo sobre los ecosistemas y la calidad devida de las personas en el mundo y sobre los cuales se prestaba poca importancia hastafinales de la década de los sesenta, creándose en varias partes del mundo agenciasespecializadas para protección al ambiente como es el caso de la EPA en Estados Unidos.


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En México, hasta mediados de la década de los noventas no se tomaba en cuenta losasuntos ambientales, hasta que se creó en 1994 una Secretaría especial para asuntosambientales y supervisar la protección al ambiente con la Profepa..

Desde finales de los años 80, México se ha comprometido en una amplia reformaestructural de su economía, ha firmado el Tratado de Libre Comercio de América del Norte(TLCAN) y se ha incorporado a la OCDE. Los cambios resultantes, incluyendo la recesiónde 1995 y una recuperación con alto crecimiento económico en 1996 y 1997, establecen elamplio contexto para las profundas reformas concurrentes de las políticas ambientales y dela gestión ambiental, que pretenden reducir la contaminación y fomentar el uso sustentablede los recursos naturales. Para el futuro inmediato, el reto es:

1. Instrumentar a fondo estas nuevas políticas ambientales, alcanzando objetivosrealistas y extendiendo la infraestructura ambiental.

2. Integrar más a fondo los aspectos ambientales en las decisiones económicas ysociales.

3. Satisfacer los compromisos ambientales internacionales.

En consecuencia, se recomienda considerar las siguientes propuestas:

• Fortalecer la capacidad de las instituciones ambientales y educativas a nivelnacional, estatal y local, para mejorar la información y la educación ambiental.

• Desarrollar más normas de calidad ambiental con miras a incrementar la eficienciaeconómica y el cumplimiento de la ley. Continuar haciendo más eficiente laregulación ambiental.

• Ampliar la utilización de instrumentos económicos para proteger el medio ambientemás eficientemente y para financiar actividades ambientales.

• Continuar promoviendo y supervisando detalladamente acuerdos voluntarios con losprincipales actores (como la industria y los usuarios de recursos naturales).

• Mejorar la recolección y acceso a datos ambientales, incluyendo lo que se refiere agasto ambiental.

• Desarrollar más los indicadores ambientales.

• Aumentar el papel de los bancos en apoyo a la inversión ambiental, incluyendo laprovisión de préstamos blandos por instituciones especializadas.

CAPÍTULO 4

MERCADO

Fermentaciones Químicas de México S.A. de C.V. Capítulo 4Parque Industrial Toluca 2000 Carretera Toluca-Naucalpan Km. 52.8 Edo. de Mex. Oferta y Demanda

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4.1 Mercado

El mercado se define como la demanda del producto en la industria farmacéuticaveterinaria y humana. Se puede calcular el mercado potencial, de acuerdo a losconsumidores y su consumo anual, o como el mercado definido, que es cuando el productoya existe en el mercado y tiene cifras ya establecidas, aunque siempre cambiantes.

El Gluconato de Calcio es una materia prima muy usada en los últimos años debido alincremento de enfermedades asociadas a la descalcificación de huesos y a las nuevascostumbres de tomar complementos alimenticios ya sea por practicar algún deporte o portratar de conservar el estado de salud. Además también se usa para formular complementosalimenticios para ganado vacuno y porcino para tratar hipocalcemia y se ocupan decenas degramos para preparar estas últimas formulaciones.

4.1.1 Mercado potencial

El mercado potencial elegido por FERQUIM S.A. de C.V. es la República Mexicana que esla que actualmente cuenta con la mayor parte de los laboratorios que ocupan elfarmoquímico antes mencionado, debido a que este mercado es muy grande y no todos loslaboratorios utilizan el Gluconato de Calcio y los que sí lo utilizan lo hacen en proporcionesdiferentes, se procede a realizar una segmentación del mercado, con lo cual tendremos unaprobabilidad de mayor consumo, en base a la geografía y tipo de producción.

4.2 Segmentación de mercado

4.2.1 Segmentación geográfica

El mercado potencial para la comercialización de nuestro bien de uso intermedio es elcentro de la República Mexicana, pues debemos estar conscientes de que el DistritoFederal y el área metropolitana tiene una alta concentración de laboratorios que fabricanfármacos, por lo que es razonable establecer que la mayor parte de la producción deFERQUIM S.A. de C.V. será destinada para esta región.

4.2.2 Segmentación por tipo de producción

Como se mencionó anteriormente el Gluconato de Calcio se ocupa para elaborarformulaciones farmacéuticas para consumo humano y animal, siendo en este último, en elcual se ocupa una mayor cantidad (decenas de gramos), mientras el sector farmacéutico deuso humano, en donde el problema de la osteoporosis ha aumentado entre 4-5%, y por lotanto si es esencial el uso y administración de estos fármacos las mujeres mayores de 40años en un alto porcentaje.

Aunque el Gluconato de Calcio también se ocupa para la industria de los alimentos y es unamercado prometedor, se tiene el inconveniente que son grados de calidad diferente, pues laindustria farmacéutica requiere un producto grado USP, pureza que no sería pagada por la


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industria de los alimentos, por lo cual sólo se tiene como objetivo los laboratorios deproducción de fármacos.

4.3 Pronóstico de la demanda

4.3.1 Gluconato de Calcio demandado en el mercado y proyecciones de demanda parael año 2012 (consumo humano y animal).

Una vez segmentado nuestro mercado exclusivamente para proveer de materia prima alsector dedicado a la fabricación de productos farmacéuticos de uso humano y veterinario,descritos anteriormente, es obvio que el aumento o disminución en la producción de estosfármacos, nos afectaría directamente, con lo cual se pueden tener como indicadores elaumento de la población femenina, con más de 40 años y tomando que un 30% de esasmujeres pueden desarrollar la enfermedad o consumirán suplementos a base de calcio, parallevar una dieta balanceada y por lo tanto evitar la enfermedad.

Considerando el 3% de mortalidad anual, se obtiene el número de mujeres de 40 años omás para el 2002 en adelante. Se considera que sólo el 30% consumirá los suplementos decalcio, así:

AÑOS MUJERES DE 40 AÑOS Y > cONSUMIDORAS2002 12,884,300 38652902003 13,070,000 39210002004 13,071,405 39214212005 13,740,166 41220492006 14,452,296 43356892007 15,117,706 45353112008 15,802,692 47408072009 16,582,848 49748542010 17,173,158 51519472011 18,092,868 54278602012 18,852,344 5656802

Tabla 4.1 Proyección de consumidores potenciales


32

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012Habitantes con

deficiencias en calcio(millones)

3.92 4.12 4.33 4.53 4.74 4.97 5.15 5.42 5.65 5.90

Consumo Promedio(Kg de

Gluconato/habitante*Año)

0.365 0.365 0.365 0.365 0.365 0.365 0.365 0.365 0.365 0.365

Demanda (Ton/Año) 1430.8 1503.8 1580.5 1653.7 1730.1 1814 1879.8 1978.3 2062.3 2153.5Tabla 4.2.- Pronóstico de la demanda

Además de la población que padece osteoporosis o puede padecerla después de los 35 añosque es cuando comienza la pérdida de masa ósea, es importante mencionar que el calcio esun elemento cuya ingesta se recomienda también durante el periodo de embarazo, lactanciay crecimiento en la infancia ya que es indispensable para el desarrollo y mantenimiento delos huesos y los dientes así como en el buen funcionamiento del organismo en general.

En el área veterinaria se utiliza en los casos de hipocalcemia y para aumentar elrendimiento de las cabezas de ganado lechero y para carne, logrando obtener leche demayor calidad y animales de mayor talla, al suministrarles calcio durante los primerosmeses de vida de los becerros y los periodos de productivos de las vacas lecheras.

Considerando el número de cabezas de ganado que hay en el país y que sólo el 10% de lascabezas llegue a recibir tratamiento con el gluconato de calcio, suministrándoles 5 dosisanuales y sabiendo que las dosis son de 50 a 55 g de gluconato de calcio, con la Tabla 4.3se calcula el siguiente consumo del sector pecuario.

Inventario de ganado porcino.Total Nacional para 1999 15 millones de cabezas.

Inventario de ganado bovino para producción de carneTotal Nacional 28 millones de cabezas para el año1999.

Inventario de Ganado Bovino para lecheTotal nacional 1.8 millones de cabezas para el año1999.

Las dosis de la solución al 23 % de uso común en animales grandes son:

GANADO MLOvinos 25 a 50Bovino 200 a 300Porcino 50 a 100

Tabla 4.3 Consumo por tipo de ganado


33

La dosis es de 55 g para bovinos y de 50 g para porcino. Al multiplicar por las 5 dosisanuales aplicadas al 10 % de las cabezas de ganado al año, se obtiene los datos arribamencionados.

Ganado 5 Dosis anuales (kg) 10 % cabezas Ton / añoBovino p/carne 0.275 2830000 778.25Bovino lechero 0.275 186400 51.26

Porcino 0.25 1575000 393.75Tabla 4.4 Consumo por uso veterinario

En la Tabla 4.5se estima la variación de cabezas de ganado para los siguientes años.

AÑO 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999Bovino para leche 1,632,552 1,618,376 1,682,708 1,693,556 1,720,568 1,813,588 1,863,977

Tabla 4.5 Historial del crecimiento anual del ganado lechero

Con un modelo de regresión exponencial, se obtiene la ecuación: 1564230*e0.023x, seobtiene para los siguientes 5 años un crecimiento en cabezas de ganado en los siguientesporcentajes respecto a 1999:

Año 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

CabezasBovinolechero

1,882,228 1,926,277 1,971,357 2,017,492 2,064,706 2,113,000 2,162,476 2,213,000 2,264,732 2,317,425

CabezasBovinop/carne

28,590,627 29,258,817 29,943,995 30,643,331 31,359,654 32,095,796 32,846,095 33,616,212 34,400,487 35,245,658

CabezasPorcino 15,897,113 16,268,644 16,649,621 17,038,469 17,436,762 17,846,075 18,263,260 18,691,466 19,127,542 19,586,785

Aumento 0.98 % 3.34 % 5.76 % 8.23 % 10.76 % 13.36 % 16.01 % 18.73 % 21.5 % 24.8 %

Tabla 4.6 Pronóstico para el crecimiento de cabezas de ganado

DEMANDA TOTAL DE GLUCONATO DE CALCIO:

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012Consumohumano 1430.8 1503.8 2580.5 1653.7 1730.1 1814.0 1879.8 1978.3 2062.3 2153.5

Consumoanimal(ton) 1223 1235 1264 1294 1324 1355 1387 1419 1452 1486

Consumo total(ton) 2654 2739 3844 2948 3054 3169 3267 3397 3514 3640

Tabla 4.7 Demanda conjunta veterinaria y humana


34

4.3.2 Escenario optimista del mercado potencial.

Para este escenario se ha considerado que la tasa de crecimiento poblacional y el consumopromedio ambos permanecen constantes.

La fusión de Grandes Laboratorios, como la de Roche-Syntex en 1995 harán posible unmayor movimiento de producto terminado y por lo tanto necesitarán mayores volúmenes demateria prima activando la economía de los productores de farmoquímicos, como lo quepretende ser FERQUIM. S.A. de C.V.

La inestabilidad de los mercados internacionales propiciarán que el Dólar en nuestro Paíssea muy variable y como nuestro farmoquímico tiene altos niveles de importación, con locual se tendrán mejores oportunidades ya que nuestro fármaco lo venderemos en PesosMexicanos teniendo ventajas sobre los importados que se cobran en dólares.La rama de productos farmacéuticos pertenece al grupo de manufacturas que no tuvoretroceso en la crisis económica de 1995 y que, a la fecha mantiene un dinamismoimportante.

Se comenta que la existencia en el mercado de medicamentos genéricos perjudica lacapacidad investigación de la industria farmacéutica, los análisis de la presencia demedicamentos genéricos en los países más desarrollados demuestran lo contrario, ya que elfactor de competitividad lleva a una motivación adicional para nuevas investigaciones. Porlo tanto pensamos que la demanda podría aumentar 5% y se llegaría a:

Año 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012Consumo humano (ton/año) 1501 1578 1658 1735 1815 1903 1972 2076 2164 2260Consumo animal (ton/año) 1284 1297 1327 1359 1390 1423 1456 1490 1524 1560

Demanda = consumohumano + consumo animal

(Ton/Año)2786 2876 2986 3095 3207 3328 3430 3575 3689 3821

Tabla 4.8 Demanda en un escenario optimista

4.3.3 Escenario Pesimista

Pensamos que no habrá crecimiento en la demanda ya que las pequeñas y medianasempresas en su mayoría tienen dificultades para el acceso a los distintos instrumentosfinancieros, con lo cual no habrá nuevos clientes del farmoquímico.

Otra razón que podría impedir el crecimiento de la demanda, estaría dado por la propuestade aumentar los medicamentos y los alimentos ocasionando que haya bajos nivelesadquisitivos y por lo tanto nos veríamos afectados en no producir más farmoquímico, por locual pensamos que la demanda decrecería un 5%.


35

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012Consumo humano

(ton/año) 1359.3 1428.6 1501.5 1571 1643.6 1723.3 1785.8 1879.4 1962 2045.8

Consumo animal (ton/año) 646 660 676 691 708 725 742 758 777 795Consumo total (ton/año) 2005.3 2088.6 2177.5 2262 2351.6 2448.3 2527.8 2637.4 2469 2840.8

Tabla 4.9 Demanda del escenario pesimista

4.4 Identificación de Productores e Importadores

Empresas que producen Gluconato de Calcio en nuestro País son: HERVI S.A. DE C.V. yCompañía Universal de Industrias S.A. de C.V.

El mercado de Gluconato de Calcio a nivel mundial está dominado principalmente porAVEBE Glucona de Holanda. El principal importador de Gluconato de calcio es NutrichemCo., Agencia del Valle, ubicada en Veracruz México. Esta empresa distribuye elFarmoquímico en forma directa o indirecta a través de distribuidores y normalmente loscompradores adquieren el producto mensualmente.

4.5 Régimen del mercado

Nos enfrentamos a un oligopolio, ya que el mercado del Gluconato de Calcio se encuentraabarcado por las grandes empresas como es AVEBE Glucona, y las Nacionales son HERVIS.A. DE C.V. y Compañía Universal de Industrias S.A. de C.V.

4.6 Pronóstico de la Oferta

Sabiendo que el mercado de los suplementos de Calcio ha crecido en un 3.1%aproximadamente, con lo cual se obtuvo la proyección de la oferta para el Gluconato decalcio para la vida útil de nuestra empresa.

Obteniéndose:

Año 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012Oferta

(TON/AÑO) 1411 1454.7 1499.8 1546.3 1594.2 1643.7 1694.6 1747.2 1801.3 1857.2

Tabla 4.10 Proyección de la oferta para el Gluconato de Calcio


36

Gráfica 4.1 Proyección de la oferta

PROYECCIÓN DE OFERTA

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014

AÑO

OFE

RTA

(TO

N)

CAPÍTULO 5

BALANCEOFERTA

DEMANDA

Fermentaciones Químicas de México S.A. de C.V. Capítulo 5Parque Industrial Toluca 2000 Carretera Toluca-Naucalpan Km. 52.8 Edo. de Mex. Balance

39

5.1 Balance Oferta / Demanda

Considerando que vamos a estar en un escenario optimista, donde el aumento de lademanda de los suplementos de calcio (5%) es mayor el de la oferta (3.1%) por lo que elcociente oferta / demanda nos da un número menor de uno, con lo cual se tienen ampliasposibilidades de entrar en el mercado:

Oferta/Demanda2003=1411 / 2654 = 0.532

5.2 Conclusiones

Por lo tanto tenemos un mercado insatisfecho, podemos entrar a competir por una fraccióndel mercado. Ya que casi la mitad está insatisfecha, particularmente para la ramaveterinaria, por la falta de atención a este sector, con promociones a este sector, en los añosconsecutivos la demanda no cubierta puede ser cubierta por la incorporación de nuevosclientes para el consumo de complementos, pues las gráficas 5.1 y 5.2 muestran que estadeficiencia aumentará anualmente, tanto para el consumo humano como veterinario, puesse está dando la cultura de la atención a la mujer, la tercera edad y animales domésticos yde corral.

Debido a esto, pretendemos introducir al mercado un producto que ocupe alguno de losnichos ocupados por las importaciones, ampliando su presencia al paso de los años.

Gráfica 5.1 Comportamiento de la Oferta y la Demanda

Comportamiento de la Oferta y de la Demanda

1000150020002500300035004000

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Año

Valo

res

de O

fert

a y

Dem

anda Demanda

Oferta

Fermentaciones Químicas de México S.A. de C.V. Capítulo 5Parque Industrial Toluca 2000 Carretera Toluca-Naucalpan Km. 52.8 Edo. de Mex. Balance

40

Gráfica 5.2 Balance Oferta demanda

Balance oferta/demanda

0.480.485

0.490.495

0.5

0.5050.51

2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014

Tiempo

O/D O/D

Polinómica (O/D)

CAPITULO 6PRECIO

YCANALES DE

DISTRIBUCIÓN

Fermentaciones Químicas de México S.A. de C.V. Capítulo 6Parque Industrial Toluca 2000 Carretera Toluca-Naucalpan Km. 52.8 Edo. de Mex. Precio

42

6.1 Factores que influyen sobre el precio.

Como se trata de una empresa nueva, que aún no tiene mercado, la meta inicial es abrirsecamino entre las empresas, para poder ocupar un lugar en el mercado, obteniendo laoportunidad y posteriormente la preferencia de los laboratorios que usan el Gluconato deCalcio.

Se pretende fijar el precio igual que el de los proveedores, con un producto de la mismacalidad, solo con la diferencia de tener un servicio mejor en distribución y atenciónclientes.

Para la fijación del precio se consideraron los siguientes factores:

• El costo de producto terminado.• El margen de utilidad de un farmoquímico que debe que tener grado USP.• La mayor parte del Gluconato de Calcio no es de origen Nacional.

6.2 Precio

El precio del Gluconato de Calcio, producido por FERQUIM S.A. de C.V., será el mismoque en el mercado internacional, el cual cuesta de 85 Pesos / Kg

6.3 Canales de distribución

La ruta o camino que sigue un producto desde el centro de producción hasta el cliente. Lamejor estrategia de distribución para un negocio depende de qué canal aporta más utilidad alos clientes potenciales.

Para FERQUIM S.A. de C.V. ocupará el canal de productor – consumidor, que aunque es lamás cara, da un control sobre el marketing. Como nuestro producto será un bien deconsumo intermedio, se escogió está estrategia de canal de distribución.

Figura 6.1 Comercialización del Gluconato de Calcio

También tenemos la ventaja que nuestro mercado potencial estará en el área metropolitanacon lo que la distribución se facilita enormemente. Otra ventaja importante es que nuestroproducto tiene una larga vida que va desde 30-36 meses.

CONSUMIDORESFERQUIM S.A.de C.V.

CAPÍTULO 7TAMAÑO DE LA

PLANTA

Fermentaciones Químicas de México S.A. de C.V. Capítulo 7Parque Industrial Toluca 2000 Carretera Toluca-Naucalpan Km. 52.8 Edo. de Mex. Planta

45

7.1 Tamaño de la planta

El tamaño de la planta está definido como el volumen o capacidad máxima de producciónde la planta, expresada en toneladas de producto al año.

7.2 Factores que determinan el tamaño de planta

El tamaño de la planta se ve afectado por variables o factores que se numeran acontinuación:

• Características del mercado de consumo.• Materias primas.• Recursos financieros.• Tecnología.• Economía de escala, que determina el incremento o decremento de costos por efecto

del volumen de la producción.• Mano de obra.• Política económica.• Porcentaje de cobertura de mercado de los competidores.

7.3 Mercado de Consumo

La empresa de Fermentaciones Mexicanas FERQUIM S.A. de C.V. pretende vender 102toneladas el primer año de trabajo, cubriendo el 3.6% del mercado trabajando al 67% de lacapacidad instalada de la planta y seguirá creciendo hasta el 2007 con una producción de145 toneladas anuales, logrando una cobertura de mercado del 4.5% y trabajando al 99% dela capacidad instalada de la planta, que se mantendrá constante hasta el 2013.

7.4 Materias Primas

En el proceso de la fermentación para obtener el gluconato de calcio, se requierenprincipalmente materias primas que se utilizan para una fermentación típica y los agentespara precipitar, y recuperar. Las materias primas a utilizar para dicha obtención son:

• Dextrosa.• Sulfato de amonio.• Fosfato de amonio.• Carbonato de calcio.• Carbonato de calcio.• Ácido sulfúrico.• Hidróxido de sodio.

Por lo cual no hay problemas ya que son insumos de fácil acceso, que se encuentran dentrode un radio menor de la localización de la planta que es la carretera Toluca-Naucalpan en el


46

Estado de México, en el parque industrial Toluca 2000, pues más del 50% de losdistribuidores y productores se encuentran localizados dentro de un radio de 100 Km.

7.5 Economía de Escala

Conforme se va aumentando el volumen de producción, los costos unitarios del productodisminuyen, hasta cierto nivel de la misma producción. Este efecto se debe a que con elmismo equipo, mano de obra y por consumo de volúmenes mayores de materia prima, loque reduce en muchos casos sus costos unitarios, se elabora mayor cantidad de producto.Incluso la energía, aunque no es la misma, la proporción de aumento de la producción esmayor que la del consumo de energía, entre otros factores que afectan en el mismo sentido.

7.6 Mano de Obra

Aunque para el arranque y la operación de la empresa FERQUIM S.A. de C. V., serequerirá de mano de obra especializada, no se tendrán problemas, ya que el centro del paístiene la mayor concentración de profesionistas para este sector (químico, microbiológico,farmacéutico, etc.) que es la misma zona donde se ubica la planta, por lo cual no habrálimitaciones en ese aspecto.

7.7 Tecnología asociada al tamaño de planta

La determinación del tamaño con respecto al aspecto tecnológico, no presenta limitantespor la capacidad que se pretende instalar no rebasa en nada a otras plantas de productossimilares, ya que se tiene un proceso tradicional en cuanto a tecnología, motivo por el cualeste aspecto no presenta mayores inconvenientes. Esto sin mencionar que en caso de nohaber equipo de la capacidad solicitada, se compran varios equipos que equivalgan a lacapacidad requerida. Además el grupo promotor está capacitado para el diseño y laoperación de biorreactores, que podría ser el cuello de botella en este proceso en cuanto atamaños de equipo.

7.8 Recursos financieros.

Asumimos que no habrá restricciones con respecto a recursos monetarios; el grupopromotor aportará el 70% del capital y el resto lo aportaría una institución de créditos.

Por lo que se menciona más adelante, el tamaño de la planta de Fermentaciones QuímicasFERQUIM, tendrá una capacidad instalada de 145 ton/año para lo que se requiere unainversión fija de 19.9 mdp y un capital de trabajo de 1 mdp.

El programa de producción para la planta sin contar con las mermas se observa en lasección de cobertura de mercado de la empresa.

El tamaño de la planta se definió con respecto al porcentaje de cobertura del mercado(4.5%) que se pretende cubrir, suponiendo que por los competidores no se tendríanproblemas pues estamos compitiendo con las importaciones a base de precios logrados con


47

el menor costo del transporte del producto, mano de obra más barata que en los países deprimer mundo, que son los principales exportadores. Considerando que la mayor parte delconsumo de esta materia prima es en el centro del país y que cualquiera de las fronteras estáa una distancia considerable para efecto de los gastos de flete, ésta es una oportunidad quepermite abatir costos, junto con las materias primas, que también son producidas en elinterior del país.

El tamaño de la planta está expresado por las toneladas de producción máxima, que son 145ton/año. Los puntos cruciales que determinan el tamaño de la planta se determinan acontinuación.

7.8 Cobertura del mercado potencial

Estimamos alcanzar un mercado meta aproximado al 4.5% del mercado potencial para elaño 2007 debido a la gran cantidad de importaciones que hay en este sector, ejercida por losdistribuidores, lo que corresponde a una producción de 145 ton.

AÑOVOLUMEN DEPRODUCCION

(Ton)

PORCENTAJE DE MERCADOCUBIERTO

(%)

(%) DE LA CAPACIDADINSTALADA

2003 102 3.6 682004 107 3.7 722005 117 3.9 782006 138 4.5 922007 145 4.5 972008 145 4.4 992009 145 4.2 992010 145 4.1 992011 145 3.9 992012 145 3.8 99

Tabla 7.1 Porcentaje de la capacidad instalada

7.10 Mano de obra

La planta al comenzar operaciones requerirá de técnicos capacitados para el manejo de lamaquinaria, ingenieros para el proceso y control de calidad, personal administrativo,personal de mantenimiento y obreros calificados relacionados con las fermentaciones ypurificaciones de los productos de las mismas. Por tanto la mano de obra no será un factorcritico, sino en sentido positivo por el precio de la mano de obra más barata que en otrospaíses que elaboran estos productos con grado farmacéutico.

7.11 Disponibilidad de recursos financieros

La inversión total que representa la inversión fija y capital de trabajo será aportada en un70% por socios e inversionistas y en un 30% por crédito bancario.

CAPÍTULO 8PROCESO

YTECNOLOGÍA

Fermentaciones Químicas de México S.A. de C.V. Capítulo 8Parque Industrial Toluca 2000 Carretera Toluca-Naucalpan Km. 52.8 Edo. de Mex. Proceso

49

CAPÍTULO 8. PROCESO Y TECNOLOGÍA8.1 PROCESOS

Para optimizar el proceso, se lleva acabo una distribución de todos los recursos y el equipodentro de la planta de proceso con el fin de aprovechar mejor cada uno de los servicioscomo luz, energía, agua, así también al personal contratado para el área de proceso en lasdiversas operaciones de este mismo para lograr un buen funcionamiento del proceso.

FERQUIM de México S.A. de C.V., iniciará a operar su planta en el año 2003,produciendo 975 Kg. de gluconato de calcio por cada lote, obteniendo una producciónsemanalmente de 1950 Kg. Equivalente a dos lotes realizados por semana, en la cual sepretende laborar tres turnos por día con una duración de ocho horas cada uno.

En el año 2012, la producción por lote de gluconato de calcio en la planta será de 1416 kg,donde se seguirán conservando los tres turnos de labores en la planta de proceso con lasocho horas cada uno.

ACTIVIDAD DURACIÓN(horas)

Preparación del medio 4Crecimiento del inoculo 24

Fermentación 36Filtración 2Recepción 2

Recuperación 4Precipitación 4Evaporación 3

Cristalización 4Centrifugación 2

Secado 2Envasado 1

Tabla 8.1 - Tiempos y Movimientos para la obtención de gluconato de calcio


50

DIAGRAMA DE BLOQUES

Medio semilla28º C

Fermentación30 ºC

Filtración30 ºC

Recepción30 ºC

Recuperación40 º C

Precipitación40 º C

Evaporación80 º C

Cristalización10 ºC

Centrifugación10 º C

Secado80 º C

AcondicionamientoTem. Amb.


51

DIAGRAMA DE PROCESOS

1 I T

A

2

4

5

6

9

7

8

3

10

24hrs.

36hrs.

2 hrs.

2 hrs.

4 hrs.

4 hrs.

4 hrs.

3hrs.

4 hrs.

2 hrs.

I T

AT

2 hrs.

30min.

11

12

A.- Almacenamiento.I.- Inspección.T.- Transporte.1.- Preparación del Medio.2.- Crecimiento del inóculo.3.- Fermentación.4.- Filtración.5.- Recepción.6.- Recuperación.7.- Precipitación.8.- Evaporación.9.- Cristalización.10.- Centrifugación.11.- Secado.12.- Pesado yAcondicionamiento

8.1.2 Diagrama de Gantt del proceso

8.2 SELECCIÓN DE PROCESO

La elaboración del gluconato de calcio puede realizarse por tres procesos, los cuales sepueden observar a continuación:

8.2.1 Descripción del Proceso por medio de una fermentación sumergida

Proceso A.

Recepción

La materia prima se transporta a la planta en embalajes adecuados que eviten su deterioroen cualquier sentido. La materia prima se pesará al llegar a la planta para efectos de controlde inventarios. Se efectuará una inspección visual de calidad y se llevará después alalmacén respectivo.

Pesado

Aquí se inicia propiamente el proceso, ya que este pesado se refiere a la cantidad que seprocesará en un lote de producción. No se deben olvidar las mermas propias del proceso alpesar la cantidad inicial de materia prima para el lote.

Preparación del reactor semilla

En esta operación se producen las células en el reactor semilla durante 24 horas, que seocuparán en el reactor principal. Los dos reactores serán de acero inoxidable yenchaquetados para poderlos esterilizar y con agitación para conseguir la bio-disponibilidad de los sustratos utilizados.

Fermentación

La fermentación es el corazón del proceso. Como se indicó anteriormente se realizará en unreactor de 11.5 m3 de acero inoxidable con las características arriba descritas. El tiempo defermentación será de 36 horas.

Filtración

Una vez terminada la fermentación se filtrará en un equipo tipo filtro centrifuga.

Tanque de recepción

Se recupera y se almacena el gluconato de sodio, para su posterior recuperación.Tanque de recuperación

Con ácido sulfúrico se mezcla para obtener ácido gluconico.


54

Tanque de precipitación

Se le agrega carbonato de calcio, para obtener ácido gluconico

Evaporador

En este equipo se concentran las aguas madres del proceso para poder obtener lo másposible y no desperdiciar nuestro producto principal.

Cristalizador

En este paso se obtienen la mayoría de los cristales por medio de un cristalizador y usandobajas temperaturas.

Centrifugación y secado

En esta operación unitaria se separan los cristales del agua de proceso y obtener la mayorcantidad de cristales.

Acondicionamiento y almacenamiento

Los cristales del gluconato de calcio son acondicionados en cuñetes de 25 y 50 Kg.respectivamente y pasan al área de almacenamiento.


55

DIAGRAMA DE BLOQUES

PROCESO A:

RECEPCIÓNDE

MATERÍA PRIMA

PESADO

PRECIPITACIÓN

EVAPORACIÓN

CRISTALIZACIÓN

FILTRACIÓN

PREPARACIÓNDEL

REACTOR SEMILLA

FERMENTACIÓN

CENTRIFUGACIÓN

TANQUE DE RECEPCIÓN

RECUPERACIÓN

SECADO ACONDICIONAMIENTO


56

8.2.2 Descripción del Proceso por medio de una fermentación sólida

Proceso B.

Recepción

Las materias primas necesarias se transportan a la planta en embalajes adecuados queeviten su deterioro en cualquier sentido. La materia prima se pesará al llegar a la plantapara efectos de control de inventarios. Se efectuará una inspección visual de calidad y sellevará después al almacén respectivo.

Pesado

Aquí se inicia propiamente el proceso productivo, ya que este pesado se refiere a lacantidad que se procesará en un lote de producción. No se deben olvidar las mermaspropias del proceso al pesar la cantidad inicial de materia prima para el lote.

Preparación del inóculo

Se preparan 21 frascos, es decir se esterilizan con todo y se inoculan y se deja que cumpla10 días de edad.

Preparación de las charolas para la fermentación

Se preparan los soportes de la fermentación y se esterilizan a 100° C por 45 minutos. Todoesto se lleva a cabo en la cámara de fermentación y se dejan enfriar hasta 25° C. Ya queestán las camas de fermentación y las cepas propagadas se inoculan las charolas y se dejanen la cámara de fermentación.

Extracción del ácido glucónico

Al onceavo día se sacan de la cámara de fermentación las charolas y con agua caliente seextrae el ácido para obtener el licor de fermentación.

Precipitación del gluconato de calcio

El licor de fermentación se neutraliza con carbonato de calcio para obtener los cristales delgluconato de calcio.

Cristalizador

En este paso se obtienen la mayoría de los cristales por medio de una disminución lenta dela temperatura de la solución sobresaturando la solución y promoviendo el crecimiento delos cristales.


57

Centrifugación

En esta operación unitaria se separan los cristales del agua de proceso y obtener la mayorcantidad de cristales lo más secos posible.


Los cristales del gluconato de calcio son acondicionados en cuñetes de 25 y 50 Kg. respectivamente y pasanal área de almacenamiento.


58

DIAGRAMA DE BLOQUES

Proceso B:

RECEPCIÓNDE

MATERÍA PRIMA

PESADO

CRISTALIZADOR

CENTRIFUGACIÓN

EXTRACCIÓN DEL ÁCIDO GLUCONICO

PREPARACIÓNDEL

INOCULO

PREPARACIÓN DE LAS CHAROLAS DE FERMENTACIÓN

ENVASADO

PRECIPITACIÓN

ALMACENAJE


59

8.2.3 Descripción del Proceso por método enzimático

Proceso C.

Recepción

Las materias primas se transportan a la planta en embalajes adecuados que eviten sudeterioro en cualquier sentido. La materia prima se pesará al llegar a la planta para efectosde control de inventarios. Se efectuará una inspección visual de calidad y se llevará despuésal almacén respectivo.

Pesado

Aquí se inicia propiamente el proceso productivo, ya que este pesado se refiere a lacantidad que se procesará en un lote de producción.

Disolución de la glucosa

En este paso se disuelve la glucosa para que pueda correr entre las enzimas inmovilizadas,según la velocidad de reacción y el flujo necesario para obtener las cantidades requeridaspor unidad de tiempo dejando el tiempo de residencia hidráulica adecuado.

Inmovilización de las enzimas

En una matriz de alginatos se distribuyen las enzimas, con diámetro de poro controladopara controlar la velocidad de flujo y así dar el tiempo de reacción adecuado, con ladeterminación de la altura adecuada del reactor para este fin.

Reacción Catalítica

En el reactor con las enzimas inmovilizadas se deposita la solución de glucosa, donde laglucosa es convertida a ácido glucónico y el peróxido de hidrógeno producido es lizado porla catalasa también presente en la matriz, produciendo agua e hidrógeno molecular.

Formación de la sal

En este recipiente se colecta el flujo de salida del reactor, para agregarle el calcio en laforma elegida, obteniéndose así la sal de calcio en solución.

Evaporación y enfriamiento

En este recipiente se calienta la solución para evaporar parte del agua, concentrar las sales einiciar la nucleación por saturación. En este mismo se inicia luego el enfriamiento paradisminuir la solubilidad y aumentar el diámetro de los cristales de gluconato de calcio.


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Redisolución de la sal

Se vuelve a disolver la sal agregando el agua necesaria para obtenerla en solución yeliminar las impurezas ocluidas en los cristales.

Cristalización

Se vuelve a cristalizar la sal a menor velocidad para obtener cristales de mayor diámetro,pureza y calidad.

Centrifugado

Se elimina la mayor parte del agua en las sales por este proceso, aprovechando lasdiferencias de densidad del agua y la sal de calcio respecto de las otras sales.


Los cristales del gluconato de calcio son acondicionados en cuñetes de 25 y 50 Kg.respectivamente y pasan al área de almacenamiento.


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DIAGRAMA DE BLOQUES

Proceso C

RECEPCIÓNDE

MATERÍA PRIMA

PESADO

REDISOLUCIÓN DE LA SAL

CRISTALIZACIÓN

CENTRIFUGACIÓN

REACCIÓN CATALITICA

PREPARACIÓN DE LASCÉLULAS INMOVILIZADAS

DISOLUCIÓN DE LAGLUCOSA

ACONDICIONAMIENTOY ENVASADO

FORMACIÓN DE LA SAL

EVAPORACIÓN YENFRIAMIENTO

ALMACENAJE


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8.3 Selección de Proceso

El proceso para la obtención del gluconato de calcio se puede realizar por diferentesprocedimientos en la transformación de glucosa en ácido glucónico y a partir de esteúltimo, al mezclarlo con carbonato de calcio, obtener nuestro producto de interés. De lastres diferentes tecnologías para llegar al mismo producto, la primera es una fermentaciónsumergida, la segunda una fermentación sólida y la tercera una transformación por elmétodo de enzimas inmovilizadas usando glucosa oxidasa y catalasa.

Como son varios los factores a considerar para elegir el proceso a utilizar, se realiza unamatriz de decisiones para hacer en forma más ordenada y comprensible qué criterios seusaron y por qué es una u otra la opción escogida. Los factores a considerar tienen que verparticularmente con satisfacer las expectativas del cliente, como calidad, impacto ambientaly los aspectos técnicos y económicos más importantes para el grupo promotor, como elrendimiento, la disponibilidad del equipo, costo, mantenimiento, etc.

CRITERIOS Ponderación(%)

A B C

Simplicidad de operaciones 7 4 28 2 14 1 7Equipo disponible en el país 6 5 30 3 18 1 6

Minimización de gastos 14 3 42 1 14 4 66Menor tiempo de operación 12 4 48 1 12 5 60

% Rendimiento 15 5 75 2 30 5 75Inversión Inicial 12 4 48 1 12 2 48

Calidad producto 10 5 50 1 10 5 50Tecnología limpia 9 4 36 2 18 4 36

Costos de mantenimiento 9 5 45 3 27 1 9Disponibilidad de tecnología 6 4 24 4 24 2 12

Total 100 426 179 369Tabla.8.3 Matriz cualitativa de decisión para la selección del proceso

A. Obtención de gluconato de calcio por fermentación Sumergida.B. Obtención de gluconato de calcio por fermentación Sólida.C. Obtención del gluconato de calcio usando enzimas inmovilizadas.

La escala de la evaluación esta tomada de 5 Muy bueno, 4 Bueno, 3 Regular, 2 Malo 1 Muymalo.

La tecnología que se eligió fue la A, la obtención del gluconato de calcio se realizará apartir de una fermentación sumergida ya que las tecnologías alternas presentan dificultadesen la calidad del producto y tiempo de fermentación (Fermentación sólida) o en ladisposición de la materia prima principal (la enzima).

Por lo que respecta a la fermentación sólida, el producto que se obtiene, no cumple con lasespecificaciones del sector farmacéutico, ya que según la bibliografía se obtiene un


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producto de color café, lo cual no es recomendable. Además es muy grande el tiempo defermentación, en promedio de unos 15 días, con lo cual no nos resultó atractivo.

La bio-tranformación por medio de enzimas inmovilizadas no ofrece perspectivasprometedoras par su operación en un país como México, donde no se producen enzimas,que es una de las materias primas de consumo continuo, además que en nuestro país no hayprofesionistas experimentados en los procesos de enzimas inmovilizadas, además de notener información para cuantificar el tiempo que se llevaría el preparar el reactor cada vezque se tengan que inmovilizar la glucosa oxidasa para llevar a cabo el proceso.

Como conclusión se tiene que en la fermentación sumergida reporta altos rendimientos ylas características que demanda el sector farmacéutico como son la blancura, la y losestándares establecidos para la industria farmacéutica, se logran con un procesorelativamente corto de purificación con lo cual se asegura en primera satisfacer al mercadofarmoquímico, el no desperdiciar material y por último no contaminar al optimizartecnológicamente el proceso.


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8.4 Selección de Tecnología.La selección de una tecnología se realiza desde dos puntos de vista, el cualitativo, que sonlas características del equipo como origen, operación, tiempo de vida, garantía, etc, para vercuál se adecua mejor a las necesidades y posibilidades del proyecto, así como el aspectocuantitativo, que permite saber cuál es el costo real de un equipo a lo largo de la vida delproyecto, para comparar con las demás opciones este costo. El costo real del equipoconsidera su precio, gastos de operación, mantenimiento y permitiendo así realizar unaselección de un equipo conforme los resultados de este análisis. Cuánto cuesta, qué ventajasofrece y desventajas tiene para considerarlo como la mejor opción.

Evaporadores : Características

TIPOTIEMPODE VIDA(AÑOS)

$(MILLONES) MANT.

USOORIGEN EFICIENCIA MANEJO

CALIDADM.O.

De Flujoascendente.

(A)3 1.34 35%

Materialessensibles alcalor

Nac. 48% Regular 1 Tec.

De Flujodescendente

(B).3 1.55 25%

Materialessensibles alcalor

Nac. 35% Fácil 1 Tec.

Flujo decirculaciónforzada. (C)

10 2.51 40%Fluidosmuyviscosos

Ext. 60% Más Fácil 1 Tec.

Tabla. 8.4.1 Selección de evaporadores, por medio de una matriz cuantitativa

Análisis cuantitativoEvaporador a $1, 340, 000.00 Precio$1, 340, 000.00 X 0.35 = $469,000.00 Operación y mantenimiento anual $1, 340, 000.00 X 0.1 = $134,000.00 Depreciación anual($469,000.00 + $134,000.00) X 10 años = $6, 030, 000.00 $134,000.00 Valor de rescate $4, 556, 000.00$4, 556, 000.00 + $1, 340, 000.00 = $5, 896, 000. 00 Costo total, pero necesito comprar 3evaporadores.Total $17,688,000Evaporador b$1, 550, 000.00 Precio$1, 550, 000.00 X 0.25 = $387,500.00 Operación y mantenimiento anual($1, 550, 000.00 X 0.1) = $155,000.00 Depreciación anual($387,500.00 + $155,000.00) X 10 años = $5, 425, 000.00 $155,000.00 Valor de rescate $5, 270, 000.00$5, 270, 000.00 + $1, 550, 000.00 = $6, 820 ,000. 00 Costo total, pero necesito comprar 3evaporadores.Total $20,460,000


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Evaporador c

$ 2,515,951.00$ 2,515,951.00 * 0.4 = $ 106,3804 Operación y mantenimiento anual($2,515,951.00 * 0.1) = $ 251,595 Depreciación anual($106,3804 + $251595) * 10 años = $13,153,990.00 $ 251595 Valor de rescate $13,405,585 Total $ 13,405,585 + $251,595= $13,657,180.00

Como se puede ver con los cálculos realizados, el evaporador C es por economía, la mejoropción, que aunque consume un mayor porcentaje de su costo en mantenimiento, es el demenor precio y se requiere un gasto inicial (costo) menor a las otras dos opciones. Ademásno se tendrá que presupuestar para más evaporadores, como en el caso del a y el b.

Evaporadores: Análisis cualitativo

CRITERIOS % A B CTiempo de vida 0.05 2 0.1 2 0.1 5 0.25

Primera inversión (desembolso) 0.2 4 0.8 4 0.8 2 0.4 Costos de Mantenimiento 0.10 2 0.20 2 0.20 4 0.4

Uso (materia prima que puedetrabajar, necesitamos que trabaje con

fluidos viscosos)0.2 1 0.1 1 0.2 5 1

Nacionalidad 0.10 3 0.30 3 0.30 2 0.2Eficiencia (kg producto/tiempo) 0.15 4 0.60 3 0.45 5 0.75Facilidad de manejo y operación 0.10 3 0.30 4 0.4 5 0.5

Calidad de mano de Obra(MO/Costos) 0.10 4 0.40 4 0.4 4 0.4

Total 1.00 2.80 2.85 3.9Tabla 8.4.2 Selección de los evaporadores, por medio de una matriz cualitativa


Por lo anterior, escogemos el evaporador de flujo de circulación forzado, ya que es el evaporador que mejornos convendría conforme los resultados del análisis cualitativo, con la más alta puntuación y del cuantitativopor costo, operación y mantenimiento.


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Filtros

TIPOMATERIAL TIEMPO

VIDACOSTO

$(MILES)GASTOSEXTRAS

ORIGEN EFICIENCIA MANEJO CALIDADM.O.

Filtro detambor (A)

Acerofibra

3 AÑOS 75 No Nac. 27 Muy Fácil 1 Téc.

FiltroCentrifuga (B)

Acero 3.5AÑOS

230 AyudasFiltro Nac.

25Fácil 1 Téc.

Filtro detambor con un

solocompartimento

(C)

Acero 4 AÑOS 146 Ayudasfiltro

Nac. 10 Regular 1 Téc.

Tabla. 8.4.3 Selección de los filtros, por medio de una matriz cuantitativa

El análisis cuantitativo de los filtros se realizo de la misma manera, que el de losevaporadores dando como opción del filtro centrifuga.


Primera inversión(desembolso)

0.2 5 0.1 4 0.8 2 0.4

Costos de Mantenimiento 0.10 3 0.3 3 0.3 3 0.3Uso (materia prima que puede

trabajar, necesitamos quetrabaje con fluidos viscosos)

0.2 4 0.8 4 0.8 4 0.8

Nacionalidad 0.10 4 0.4 4 0.4 4 0.4Eficiencia (kg

producto/tiempo)0.15 4 0.6 3 0.45 1 0.15

Facilidad de manejo yoperación

0.10 5 0.5 4 0.4 2 0.20

Calidad de mano de Obra(MO/Costos)

0.10 5 0.5 5 0.5 5 0.5

Total 1.00 3.35 3.8 3Tabla. 8.4.4 Selección de los filtros, por medio de una matriz cualitativa.



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Centrífugas

TIPOMATERIAL

TIEMPOVIDA

COSTO$

MILLONES

TIEMPODE

ENTREGA

EFICIENCIA(RPM)

USOS RETIRODE

SÓLIDOSTubular

Acero5 0.20 Inmediata 8.000

Sep.Química

Por lotesManual

De discosAcero

al carbón 10 0.97 15 días 7.500 Clarificación Continua

Helicoidal Acero 7 0.13 20 días 3.500 SeparadoraPor lotesManual

Tabla. 8.4.5 Selección de las centrífugas, por medio de una matriz cuantitativa

El análisis cuantitativo de las centrífugas se realizo de la misma manera, que el de losevaporadores dando como opción la centrífuga tipo de discos.


Primera inversión (desembolso) 0.2 3 0.6 2 0.4 1 0.2 Costos de Mantenimiento 0.10 3 0.3 3 0.3 3 0.3

Uso (materia prima que puedetrabajar, necesitamos que trabaje

con fluidos viscosos)0.2 2 0.4 3 0.6 5 1

Nacionalidad 0.10 3 0.3 3 0.3 3 0.3Eficiencia (kg producto/tiempo) 0.15 5 0.45 4 0.6 3 0.45Facilidad de manejo y operación 0.10 3 0.3 3 0.3 3 0.3

Calidad de mano de Obra(MO/Costos) 0.10 3 0.3 3 0.3 3 0.3

Total 1.00 2.8 3.05 2.9Tabla 8.4.6 Selección de las centrífugas, por medio de una matriz cuantitativa

La escala de la evaluación esta tomada de 5 Muy bueno, 4 Bueno, 3 Regular, 2 Malo, 1Muy malo.Por lo cual se escoge, la centrífuga, tipo de discos para el proyecto del la producción delgluconato de calcio.


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8.5 PAQUETE TECNOLÓGICO

8.5.1 Actividades del Paquete Tecnológico.

La primera etapa del paquete tecnológico corresponde a la identificación del mismo, el cualfue elegido entre diferentes por medio de una matriz de selección en la cual se evaluaronlos recursos y necesidades del sector de interés, que en nuestro caso fue el sectorfarmacéutico, para así determinar cuál era el que convenía realizar obteniéndose comoresultado la: Obtención de Gluconato de Calcio por medio de una fermentación sumergida,el cual se usa ampliamente en la industria farmacéutica tanto de uso Humano, como la deuso veterinario. En nuestro país el sector farmacéutico es dependiente de la importación delos principios activos con lo cual no se desarrolla la investigación y además se encarecenlos productos realizados con lo mismos, por lo anterior surge la necesidad de obtener unfarmoquímico de las mismas cualidades pero de origen Nacional.

Posteriormente se procedió a realizar una investigación sobre los entornos político,económico, social, tecnológico, sector farmacéutico para ver sus ventajas y desventajasentre otros.

Se realizó un estudio de mercado recopilando datos de diversas fuentes, así como denuestros competidores, los cuales son extranjeros (europeos), se elaboró también el estudiodel precio y formas de comercialización.

Se hizo una aproximación del tamaño de planta, es decir la capacidad instalada deproducción, la cual se proyecto con el porcentaje de mercado a cubrir durante la vida útil dela empresa FERQUIM S.A. de CV.

La segunda etapa corresponde al paquete terminal (el cual consta de 4 materias paraevaluar tanto económicamente, tecnológicamente, ambientalmente y de organizaciónempresarial) la cual consta del siguiente listado de actividades.


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8.5.2 Listado de Actividades del Paquete Tecnológico.

Semana 1.

1. Diagramas de proceso2. Cotización de materia prima y equipo.3. Balances de materia.

Semana 2.

4. Selección de tecnología.5. Bases de diseño.6. Selección de equipo.

Semana 3.

7. Cálculo de inversión fija y capital de trabajo.8. Balances de energía.9. Diagrama de tiempos y movimientos.10. Realizar un diagrama de tiempos y movimientos.

Semana 4.

11. Diagramas de tuberías e instrumentación.12. Cálculo de costos fijos, variables y depreciación.13. Descripción detallada del proceso.

Semana 5.

14. Definir sueldos.15. Realizar un organigrama final de la empresa.16. Investigación de Normatividades vigentes para el tratamiento de desechos.

Semana 6.

17. Cálculo del gasto energético y la cantidad de desechos producidos en el proceso.18. Diagrama de límite de baterías.19. Cálculo del punto de equilibrio y TMAR.

Semana 7.

20. Cálculo del reactor de tratamiento de aguas residuales.21. Hojas de equipo.

Semana 8.


70

22. Localización de la planta.23. Cotización del equipo requerido para el tratamiento de desechos.

Semana 9.

24. Cronograma de actividades para el proceso.25. Cálculo de servicios auxiliares.

Semana 10.

26. Análisis de sensibilidad.27. Optimización de equipo.28. Diagrama de redes y ruta crítica.29. Inicio de impresión del documento.30. Inicio de la presentación.

Semana 11.

31. Terminación de impresión del documento.32. Revisión e integración del documento.33. Entrega de documento a asesores.34. Terminación de la presentación.35. Presentación del documento.


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8.5.3 Actividad y Duración del Paquete Tecnológico.

ACTIVIDAD PRECEDE DURACIÓN(horas)

1 ----- 42 1 103 1 404 2 85 4 206 4,5 157 6 308 3 309 ----- 10

10 9 511 6 2012 7 3513 10 514 7 615 14 1016 ----- 2017 8,16 3018 11,22 1019 14 1020 17 2021 17 3022 7 2023 21,25 4024 23,13 1025 3,18 4026 19 1027 23 628 26,27 1029 28 1030 28 1031 29 2032 30 1533 32 534 30 835 34,31,33 1

Tabla.8.5.3 Actividades y Tiempo de duración en el paquete tecnológico

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CAPÍTULO 9LOCALIZACIÓN

DE LAPLANTA

Fermentaciones Químicas de México S.A. de C.V. Capítulo 9Parque Industrial Toluca 2000 Carretera Toluca-Naucalpan Km. 52.8 Edo. de Mex. Localización

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CAPÍTULO 9. LOCALIZACIÓN DE LA PLANTA

9.1 LOCALIZACIÓN DE LA PLANTA

En general la localización de una planta industrial se basa esencialmente en la demanda demercado, disponibilidad y cantidad de materia prima, facilidad de transporte tanto para lasmaterias primas como para el producto terminado así como el contar con recursos humanoscapacitados y con la infraestructura necesaria para el desarrollo y bienestar de los mismos y susfamilias.

Un aspecto de gran importancia en la localización de la planta radica en definir su localización,ya que el impacto económico en el proyecto al tomar esta decisión puede definir si el productoterminado es accesible para el mercado al que fue diseñado.

Antes de proceder a evaluar posibles sitios para instalar un proyecto, es necesario contar coninformación técnica económica y comercial del mismo que aportará elementos de evaluación enla definición de zonas de interés.

Hay tres factores considerados como claves:

• Localización de mercados• Localización de la materia primas• Costos de operación

La localización de la planta de fermentaciones FERQUIM S.A. de C.V. se determinó por dosetapas:

• Macrolocalización

• Microlocalización

9.2 MACROLOCALIZACIÓN


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Para llevar a cabo la macrolocalización se consideraron dos tipos de análisis: uno cuantitativo yotro cualitativo. En conjunto estos dos tipos de factores determinaron cual es el estado másconveniente para la instalación de la planta.

El análisis cuantitativo se hizo considerando los costos en relación con la utilidad que se pudieseobtener con respecto al costo de transporte de materias primas.

El análisis cualitativo evaluó las características más relevantes del lugar y que benefician alproyecto.

Los Estados: Distrito Federal, Estado de México, Querétaro y Puebla, los cuales fueron elegidospara la realización de la matriz de decisión, tanto cualitativa como cuantitativa se escogieron porlas siguientes razones:

• Principalmente por la disponibilidad de la materia prima.

• Cercanía tanto a los centros de distribución de la materia prima.

• Mercado de distribución del producto terminado (laboratorios Uso Humano y Animal).


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Distrito Federal(mdp/año)

Puebla(mdp/año)

Estado de México(mdp/año)

Querétaro(mdp/año)

INGRESOS

8.63 8.63 8.63 8.63

*EGRESOS

Costo de materiaprima

0.55 0.55 0.55 0.55

Costo de transportede materia prima 0.00 0.081 0.060 0.085

TOTAL 0.55 0.631 0.61 0.63

UTILIDAD 8.08 7.99 8.02 7.95

Tabla 9.2.1 Matriz de decisión Cuantitativa para la Macrolocalización.

Los ingresos se obtuvieron al multiplicar el volumen de producción por el precio para el año2003. (Ver el capítulo de análisis económico)

El costo de materia prima fue la suma de materia prima multiplicado por su precio para el 2003.

El transporte se cotizó con la empresa Juan Juárez Cabrera Tel. 59741314.

Utilidad = Ingresos - Egresos.

*Los egresos no están incluyendo mano de obra y servicios auxiliares.


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Parámetro % Distrito Federal Puebla Estado deMéxico

Querétaro

Condiciones delLugar 0.04 4 0.16 4 0.16 3 0.12 4 0.16Agua(disponibilidad,cantidad y calidad)

0.07 2 0.14 3 0.21 4 0.28 3 0.21Servicios

0.05 4 0.2 4 0.2 3 0.15 4 0.2Disponibilidad deMedios deTransporte 0.07 4 0.28 4 0.28 4 0.28 2 0.14Códigos yPrácticas Locales

0.01 3 0.03 4 0.04 4 0.04 4 0.04ContaminaciónAmbiental 0.05 1 0.05 3 0.15 2 0.1 5 0.25Energéticos (gas,electricidad)

0.10 4 0.4 4 0.4 4 0.4 4 0.4Mercado(Ubicación) 0.10 4 0.4 1 0.1 4 0.4 1 0.1Disponibilidad deMateria Prima 0.13 3 0.39 2 0.26 4 0.52 3 0.39InfraestructuraIndustrial 0.13 4 0.52 3 0.39 4 0.52 3 0.39Nivel Escolar de laMano de Obra 0.02 4 0.08 2 0.04 4 0.08 2 0.04Costos de Terreno

0.14 1 0.14 3 0.42 3 0.42 2 0.28Clima

0.03 3 0.09 3 0.09 3 0.09 2 0.06Impuestos

0.06 3 0.18 4 0.24 3 0.18 3 0.18TOTAL 1.00 3.06 2.98 3.58 2.84

Tabla 9.2.2 Matriz de Decisión Cualitativa para la Macrolocalización. Escala: 5 Muy bueno, 4 Bueno, 3 Regular, 2 Malo 1 Muy malo Ejemplo:

Para el agua en el Distrito Federal se califico con 2, ya que hay serias deficiencias en ladistribución y calidad del agua en esta zona, y el Estado de México cuenta con un volumenmayor y una calidad superior por lo que se le califica con un 4 que es buena.

En los resultados obtenidos en los análisis cuantitativo y cualitativo, se observa que lalocalización óptima se encuentra en el Estado de México.


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9.3 MICROLOCALIZACIÓN

Una vez definido el Estado de México, como el adecuado para la instalación de la plantaFERQUIM S.A. de C.V., se procede ahora ha realizar el análisis de la microlocalización de laplanta buscando en el SIEM (Sistema de Información empresarial) la base de datos para losparques industriales en el Estado de México, analizando para ello, las características y serviciosque ofrecen los diferentes parques industriales que se encuentran en el estado definido.

Se dará prioridad a los parques industriales que cuenten con lotes disponibles para laconstrucción de la planta requerida, los cuales se pueden observar en la tabla que se muestra acontinuación.

PARQUE INDUSTRIAL DISPONIBILIDAD DE LOTESConjunto Industrial Cuautitlán SiCorredor Industrial Toluca-Lerma SiNor-T Parque Industrial SiParque Industrial Cerrillo I NoParque Industrial Cerrillo II NoParque Industrial Exportec I NoParque Industrial Exportec II NoParque Industrial Huehetoca NoParque Industrial San Antonio Buenavista NoParque Industrial Tenango NoParque Industrial Toluca 2000 SiParque Industrial Cuautitlán Izcalli NoParque Industrial Chalco SiParque Industrial Ex Hacienda de Xalpa No

Tabla 9.3.1 Disponibilidad de Lotes en Parques Industriales del Estado de México.


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Para la microlocalización se seleccionaron los parámetros importantes (como los que semencionan en la matriz) que ofrece cada uno de los parques industriales disponibles en el Estadode México, tomando en cuenta las necesidades de operación de la planta, resultando para elanálisis cualitativo los que se muestran en la siguiente tabla.

Parámetros % Cuautitlán Toluca Lerma Nor-T Toluca2000

Chalco

Agua Potable 0.26 4 1.04 3 0.78 3 0.78 4 1.04 2 0.52Planta deTratamiento

0.05 30.15

30.15

20.1

30.15

10.05

Red de Gas 0.05 1 0.05 4 0.2 1 0.05 1 0.05 1 0.05Drenaje Pluvial 0.05 4 0.2 1 0.05 1 0.05 5 0.25 1 0.05Drenaje Sanitario 0.05 3 0.15 2 0.1 2 0.1 4 0.2 2 0.1SubestaciónEléctrica

0.1 50.5

50.5

40.4

50.5

10.1

Precio deTerrenos (venta)

0.15 30.45

40.6

10.15

40.6

20.3

Costo deConstrucción(Nave Estándar)

0.1 3

0.3

2

0.2

2

0.2

4

0.4

2

0.2Camino deAcceso

0.03 10.03

10.03

10.03

20.06

50.15

Teléfono 0.06 5 0.3 5 0.3 3 0.18 5 0.3 2 0.12Distancia hacia elMercado

0.1 40.4

30.3

20.2

40.4

40.4

TOTAL 1 3.57 3.21 2.24 3.95 2.04Tabla 9.3.2 Matriz de Decisión Cualitativa para la MicrolocalizaciónEscala: 5 Muy buena, 4 Buena, 3 Regular, 2 Mala, 1 Muy mala.


79

De acuerdo a los parámetros evaluados para determinar la microlocalización de la planta deFERQUIM S.A. de C.V., se instalará en el Parque Industrial TOLUCA 2000, ubicado en elEstado de México, Carretera Naucalpan-Toluca Km 52.8.

NCATL ICIUDAD INDUSTRIAL XICOTENCATL I

Figura 9.3.1 Vista aérea del parque Toluca 2000 donde fue la microlocalización deFERQUIM S.A. de C.V.


80

9.4 Organización Empresarial

En la organización empresarial se distinguen dos aspectos importantes:

• La selección y adopción de la forma jurídica para constituir la empresa• La operación técnica y administrativa de la empresa que ha de permitir dirigir y operar

satisfactoriamente las actividades de ésta.

9.4.1 Forma jurídica

Para la conformación de una sociedad es necesario determinar el número de socios, para nuestrocaso el mínimo es dos, las aportaciones de cada uno al capital social y la responsabilidad queadquieren frente a terceros.

La forma de organización empresarial de Fermentaciones Químicas, FERQUIM S.A. de C.V.será la de una sociedad anónima de capital variable, la cual se constituye bajo una razón socialque permite que los socios se mantengan anónimos y se caracterizan porque los socios tienentítulos representativos que pueden transferir sin restricción alguna y su responsabilidad eslimitada. Además por ser de capital variable, no todos los socios aportan el mismo capital, y éstepuede subir o bajar

Los trámites a cubrir para implantar una sociedad legalmente son:

• Elaborar el acta constitutiva ante un notario público.• Obtención del registro público de la propiedad y comercio.

9.4.2 Estructura organizacional

FERQUIM, S.A. de C.V. ha desarrollado un organigrama vertical basado en la jerarquía deresponsabilidad y sueldos, para mostrar en forma sencilla y precisa las funciones y relacionesentre las personas.

81

TECNICOLABORAT.

9.1 ORGANIGRAMA

82

9.5 Distribución de la planta

Para la instalación de la planta de Fermentaciones Químicas de México, se necesita contemplarlos espacios necesarios para la planta en los cuales se deben de tener en cuenta aspectos como losque a continuación se mencionan:

Aprovechamiento del terreno con el uso de varios niveles, recepción de materiales dondedebemos tomar en cuenta el volumen de maniobra y frecuencia de recepción, el tipo de materialasí como la forma de recepción es decir si la recepción necesita ser pesado, refrigerado etc.

Para la distribución del área de trabajo se toman en cuenta factores como:

Dimensiones y número de equipos considerando el desarrollo de un nuevo sitio o ampliación deuno existente, disponibilidad de espacio suficiente para realizar la limpieza, mantenimiento yabastecimiento de materia prima durante el proceso espacio para tuberías e instrumentación deequipos, pasillos para el paso del personal y en caso necesario vehículos de montacargas o grúasy espacio necesario para almacenes de materiales tóxicos y peligrosos ya sea colocándolos lejosdel calor u otro factor que los pueda afectar. (El plano de la distribución de planta se encuentra enel anexo de planos)

Con los equipos se debe de cuidar la distribución económica de servicios como son el vapor,agua, gas y energía, de los códigos de seguridad.

CAPÍTULO 10BASES

DEDISEÑO

Fermentaciones Químicas de México S.A. de C.V. Capítulo 10Parque Industrial Toluca 2000 Carretera Toluca-Naucalpan Km. 52.8 Edo. de Mex. Bases de D.

84

Universidad Autónoma Metropolitana Número02-P-004

Rev. No. A

Título: Procedimiento de bases de diseñoElaboró:Equipo 4

Aprobó:ACR

FechaJulio 2002

Proyecto No02-P-004

Hoja No1-

Nombre del proyecto: Elaboración de gluconato de calcio por fermentación sumergida.Localización: Parque Industrial Toluca 2000 Carretera Toluca-Naucalpan Km. 52.8Edo. de MexProyecto: 02-P-004

1.-GENERALIDADES

1.1 Función de la planta

Obtención de gluconato de Calcio por una fermentación sumergida utilizando A. Níger

1.2 Tipo de proceso

Aunque el proceso de la fermentación es por lotes, los demás equipos operarán enrégimen semicontinuo.

2.-FLEXIBILIDAD Y CAPACIDAD

2.1 Falta de servicio

Días por año 365Días de descanso (sábado y domingo) 101Días festivos 6Días efectivos trabajados 260Factor de servicio = 260/365 70%

2.2 Capacidad

a) Diseño 150 Toneladas/año b) Normal 145 Ton/año c) Mínimo 75 Ton/año

∆A) Para comentarios Por Aprobó FechaREVISIONES Equipo No 4 RGV Julio 2002


85


Rev. No. A


Aprobó:ACR

FechaJulio 2002

Proyecto No02-P-004

Hoja No2-

2.3 Flexibilidad

a) Falta de energía eléctrica.- En caso de falla eléctrica la planta contará con una plantade emergencia que funcionara con diesel, con capacidad para cubrir las necesidadesdel equipo básico de fermentación por un periodo continuo de hasta 36 horas, con loque no se interrumpirá la producción, a menos que la interrupción sea mayor a las12 horas, ya que nuestros reactores tienen necesidad continua de energía, quepermite la recuperación del tiempo perdido por dichos cortes en el suministro deenergía eléctrica.

b) Falla de vapor.- El proceso emplea vapor generado por una caldera para elevaporador y esterilizar los tanques semilla y de proceso, por lo que se debe tener ala caldera en continuo mantenimiento preventivo. En caso de falta de vapor en elmomento de evaporación o esterilización se verá parado el proceso hasta que éste serecupere.

c) Falta de agua de enfriamiento.- Se tomará agua municipal como medio deenfriamiento, ya que en Toluca el agua sale a 10°C aproximadamente, serviráperfectamente para el proceso de cristalización y enfriamiento del medio después dela esterilización. El depósito de agua (cisterna) contendrá agua suficiente para 2 díasde operación, teniendo la opción de proveerse de este recurso mediante pipa encasos de escasez prolongada, previniendo así la paralización de la planta por unaeventualidad de este tipo.

2.4 Necesidades futuras de expansión

Se pueden hacer ampliaciones en las áreas de almacenamiento, tanto de materiaprima como de producto terminado. También se puede hacer otra línea de proceso,en caso de decidirse por la elaboración de un producto en que se pueda emplearparte del equipo para aprovechar el equipo que está disponible por periodosprolongados, compartiendo la inversión fija entre 2 o más productos.



86


Rev. No. A


Aprobó:ACR

FechaJulio 2002

Proyecto No02-P-004

Hoja No3-

3.- ESPECIFICACIONES DE LA ALIMENTACIÓN

Materia prima Descripción Especificaciones de uso en elproceso

Glucosa

Cristales blancos con Pesomolecular 180, es un carbohidratoabundante en frutas. Presente enproporciones menores en la sangrehumana y de otros animales. Se usapara la fabricación de dulces yalcohol etílico.

Grado industrial, principal sustratopara la fermentación en la

producción del ácido glucónico.

Carbonato de Calcio

PM 100 uma, cristales o polvoblanco incoloro, insípido, punto defusión 825 °C, ρ = 2.83 g/cm3,Temperatura de descomposición =825°C, se descompone en CaO yCO2, prácticamente insoluble enagua, soluble en ácidos diluidos.

Usos: se aplica en la conversióndel ácido glucónico en gluconato

de calcio.

Ácido sulfúrico

Líquido incoloro, aceitoso, muyreactivo y corrosivo, altamentetóxico, no flamable. ρ = 1.84g/cm3, punto de ebullición 290°C.

Se usa para recuperación del ácidoglucónico a partir del gluconato de

sodio.

Hidróxido de Sodio

Lentejas blancas, altamentecorrosivo en presencia dehumedad, muy reactivo, noflamable, ρ = 2.13 g/cm3, solubleen agua, en algunos alcoholes yglicerol.

Se aplica para mantener constanteel pH durante la fermentación parala producción del ácido glucónico.



87


Rev. No. A


Aprobó:ACR

FechaJulio 2002

Proyecto No02-P-004

Hoja No4-

4 .-ESPECIFICACIONES DEL PRODUCTO

4.1 Propiedades del gluconato de calcio

Estado físico Polvo cristalinoPeso molecular 430.38 g/ molColor BlancoPH 6 - 8.2Solubilidad Poco soluble en agua templada, fácilmente

soluble en agua hirviente, insoluble enalcohol y otros solventes orgánicos

Humedad Hasta 1%Pureza 98-102%Punto de fusión. 120 °CSustancias reductoras Máx. 1%Cloruros Máx. 50 ppmSulfatos Máx. 50 ppmMetales pesados Máx. 10 ppmMagnesio y metales alcalinos Máx. 0.4 %Fierro Max5 ppmFosfatos Máx. 100 ppmArsénico Máx. 0.02 ppmLevaduras Hasta 10 UFC/gMohos Hasta 50 UFC/gE. Coli Prueba negativaEstafilococos Prueba negativaColiformes Prueba negativa



Rev. No. A


Aprobó:ACR

FechaJulio 2002

Proyecto No02-P-004

Hoja No5-


88

5.- ALIMENTACIÓN A LA PLANTA

5.1 Alimentación en las condiciones de límite de baterías

Alimentación Presentación Cantidad Recepción Temp. PresiónGlucosa Polvo 1.5 Ton/lote Almacén 20 ºC Atm.

Carbonato deCalcio Polvo 0.450Ton/lote Almacén 22 ºC Atm.

Ácido sulfúricoLíquido enenvases de

cristal0.345 Ton/lote Almacén 22 ºC Atm

Hidróxido desodio Lentejas 0.282 ton/lote Almacén 22 ºC Atm.

6.-CONDICIONES DE LOS PRODUCTOS EN EL LÍMITE DE BATERÍAS

6.1 Términos de garantía

Producto Presentación Ton/lote Ton/año Entrega

Gluconato deCalcio Cuñetes de 25kg 1.4 145

Se planea hacerdirectamente laentrega al almacéndel cliente.


7.-ELIMINACIÓN DE DESECHOS

7.1 Necesidades y reglamentos para:

a) Agua:


Rev. No. A


Aprobó:ACR

FechaJulio 2002

Proyecto No02-P-004

Hoja No6-


89

NOM-003-ECOL-1997 Norma Oficial Mexicana que establece los límites permisiblesde contaminantes para las aguas residuales tratadas que se reutilicen en serviciospúblicos.Esta norma establece los límites máximos de los contaminantes para las aguas residualestratadas con el objeto de proteger el medio ambiente. Se consideran como aguas residuales las descargas de los municipios, industriales,comerciales y de servicios.

Límites Máximos PermisiblesParámetrosPromedio Diario Instantáneo

pH 6.0-9.0 6.0-9.0Sólidos suspendidos totales (mg/ml) 100 120Demanda Bioquímica de Oxígeno 100 120Grasas y aceites (mg/ml) 20 30Nitritos mg/ml 0 0Nitratos mg/ml 0 0Fósforo Total mg/ml 4 8Cloruros mg/ml 30 50Sulfatos mg/ml 20 30Coliformes Totales /ml 106-107 107 -108

Compuestos orgánicos volátiles mg/ml <100 100-400Sólidos sedimentables mg/ml 5 10


b) Aire:

NOM-085-ECOL-1999 Norma Oficial Mexicana de Contaminación Atmosférica. Parafuentes fijas que utilizan combustibles fósiles sólidos, líquidos o gaseosos o cualquierade sus combinaciones, que establece los niveles máximos permisibles de emisión a laatmósfera de humos, partículas suspendidas, dióxido de azufre y NOx, y los requisitos ycondiciones para la operación de equipos de calentamiento indirecto, así como losniveles máximos permisibles para la emisión SO2 por equipos de calentamiento porcombustión.


Rev. No. A


Aprobó:ACR

FechaJulio 2002

Proyecto No02-P-004

Hoja No7-


90

c) Ruido:

NOM-081-ECOL 1994 Norma Oficial Mexicana que establece los límites permisiblesde emisión de ruido de las fuentes fijas y su método de medición.

Horario Límites máximos permisiblesDe 6:00 a 22:00 68 dB (A)De 22:00 a 6:00 65 dB (A)

El incumplimiento de esta norma será sancionada conforme a lo dispuesto por la LeyGeneral del Equilibrio Ecológico y Protección al ambiente (LGEEPA) y demásordenamientos jurídicos aplicables.

7.2 Tratamiento de efluentes

Tratamiento Preliminar

Tiene por objeto eliminar los sólidos de tamaño considerable como piedras, papeles,plásticos, madera, lodos. Se efectúa por medio de desarenador. Los sólidos grandes queno se han quedado detenidos por medio de rejillas, se sedimentan por medio de arenas ylodos.


Tratamiento Primario

Consiste en la separación de los sólidos suspendidos más pesados que el agua y dediámetro considerable. La eliminación de los objetos mayores se realiza en canalesdonde corren los fluidos a velocidades bajas y con una rejilla que retiene los de mayortamaño, mientras que compuestos solubles se separan en tanques circulares orectangulares, en cualquiera de las siguientes tres formas:

Sedimentación, coagulación y floculación.


Rev. No. A


Aprobó:ACR

FechaJulio 2002

Proyecto No02-P-004

Hoja No8-


91

Tratamiento secundario

Elimina la materia orgánica disuelta en el agua, se pueden emplear métodos químicos obiológicos, oxidando el material orgánico mediante compuestos oxidantes,microorganismos aerobios en una primer etapa y anaerobios en una segunda etapabiológica.

Tratamiento Terciario

Implica la purificación del agua para volverla a usar nuevamente. El tratamiento seselecciona de acuerdo con el uso a que se destine el agua.

8-MATERIAS MINIMAS REQUERIDAS EN ALMACÉN

Materia Prima Almacenamiento CantidadGlucosa Sacos 6 toneladas, que es lo requerido para 2

semanas de trabajo.*

Carbonato de Calcio Tambos de acero 1.8 toneladas, suficientes para operar 2semanas.*

Ácido sulfúrico Tanque especial 0.77 m3 suficientes para operar 2semanas.*

Hidróxido de sodio Cuñetes 0.6 ton, suficientes para operar 2semanas.*

Producto TerminadoGluconato de Calcio

Cuñetes de 25 Kg a temperaturaambiente

2.8 toneladas, equivalentes a laproducción de una semana.*

* Cantidades equivalentes para la producción del año 2012.


9.-SERVICIOS AUXILIARES

9.1 VaporPresión: 2 atm.Temperatura: 21 °CCalidad: Vapor saturadoDisponibilidad 5000 Kg /día

9.2 Agua de enfriamiento

Para los equipos que la requieran, como el reactor y el cristalizador.


Rev. No. A


Aprobó:ACR

FechaJulio 2002

Proyecto No02-P-004

Hoja No9-


92

Fuente: AguaPresión de entrada: 12 PSITemperatura 10°C.Disponibilidad 12 m3/h.

9.3 Agua de servicios

Fuente: Agua municipalPresión en límite de bateríasTemperatura en límite de baterías: 10°CDisponibilidad: 15 m3/h.

9.4 Agua potable

Fuente: Agua municipalPresión en límite de baterías: 0.75-1.5atmTemperatura en límite baterías: (10-15 ° C}Disponibilidad: 25m3/día.



Rev. No. A


Aprobó:ACR

FechaJulio 2002

Proyecto No02-P-004

Hoja No10-

9.5 Agua contra incendios

Fuente: Agua municipalPresión en límite de baterías: 1.4 atmTemperatura en límite de baterías (10-15)°CDisponibilidad: 0.25gpm/100ft2

9.6 Agua de calderas

Fuente: agua municipalPresión en límite de baterías: 0.75 – 1.5 atmTemperatura en límite de baterías: 30°CDisponibilidad: 2200 L/día


93

9.7 Combustible

Características: Gas NaturalFuente: RedTemperatura: 20° CDisponibilidad: 150 m3 / día

9.8 Suministro de Energía

Fuente: Instalación eléctrica y subestaciónVoltaje: 13000/2600 VFases / Frecuencia: 3 fases/ 60 ciclos por segundoFactor de Potencia:Disponibilidad: 385 kW/hora diarios



Rev. No. A


Aprobó:ACR

FechaJulio 2002

Proyecto No02-P-004

Hoja No11-

10.- SISTEMAS DE SEGURIDAD

10.1 Sistema contra incendios

Extintores de CO2 en área de proceso, almacén de materias primas y de productoterminado, boquillas contra incendios como lo establece la NFPA se establecerán tomassiamesas de 4’’ con alimentación de 6’’ con capacidad equivalente al gasto hidráulicodurante 2 horas con Qmin = 0.25 gpm/100ft2.

10.2 Protección personal

El personal de proceso y almacenamiento portará overoles, casco y botas industriales,a excepción del personal que maneja el ácido sulfúrico e hidróxido de sodio que ademáscontará con gafas de protección y mascarillas para protegerse de los vapores.


94

11.-DATOS CLIMATOLOGICOS

11.1 TemperaturaTemperatura media anual: 12.6°C

11.2 Precipitación pluvialPromedio: entre 1000 y 1100 mm anuales

11.3 VientoN – O 30Km/h

1.4 Humedad:45%



Rev. No. A


Aprobó:ACR

FechaJulio 2002

Proyecto No02-P-004

Hoja No12-

12.-DATOS DEL LUGAR

Fermentaciones Químicas de México, S.A. de C.V., (FERQUIM), estará localizada enlas afueras de la ciudad de Toluca, Estado de México12.1 Localización de la plantaParque Industrial Toluca 2000

Dirección CARRETERA TOLUCA-NAUCALPAN KM. 52.8Municipio TOLUCAEstado ESTADO DE MEXICO

13.-DISEÑO ELECTRICO

13.1 Código de Diseño Eléctrico

NEMA, NOM-EM-001-SEMP-1993, ANSI


95

14 DISEÑO DE TUBERÍAS14.1 Código de diseño

14.2 Distribución de tuberías dentro de L.B : Aérea.

17.-DISEÑO DE EQUIPOS

17.1 Bombas: Tipo de bombas: Centrífugas y de desplazamiento positivo. Accionador: Eléctrico Sobre diseño: 15%



Rev. No. A


Aprobó:ACR

FechaJulio 2002

Proyecto No02-P-004

Hoja No13-

15.-DISEÑO DE EDIFICIOS

15.1 Códigos de construcciónCódigos para arquitectos, concreto, sísmico y viento.

15.2 Datos de Sismo Zona 3

16.-INSTRUMENTACIÓN

16.1 Filosofía de la instrumentación Electrónica

18.-ESTÁNDARES Y ESPECIFICACIONES

18.1ASMESección VIII división 1, NEMA, ANSI, API, TEMA.


Fermentaciones Químicas de México S.A. de C.V. INGENIERIA DE PROYECTOSParque Industrial Toluca 2000, Carretera Toluca-Naucalpan Km 52.8, Edo. Mex. Capitulo 000

Balance de materia en el fermentador semilla

A + B + C + D = E + F

Este balance se llevo a cabo tomando las siguientes Consideraciones:µ = 0.3**Y(x/s) = 0.5 gr BM/gr Sqs = 0.26VVM = 1.15

El Medio se calculo con las siguientes composiciones de BM

*Proporcionadas por el Dr. Ernesto Favela*

FERMENTACIONES QUÍMICAS DE MÉXICO S.A. de C.V.Parque Industrial Toluca 2000 Km 52.8 Carretera Toluca-Naucalpan Titulo:

Obtención de Gluconato de Calcio por Fermentación

Aprobó: ACR

Elaboro: Equipo 4

Revisó: PPCC

Proyecto No: 02 - P - 004

Fecha:5 Agosto 2002

Balance deMateria

COMPOSICIÓN DE BM EN PESOC 0,5O 0,2N 0,055H 0,08P 0,017S 0,0017K 0,025

Mg 0,003Na 0,00505Ca 0,002Cu 0,00006Fe 0,00255Mn 0,0000375Mo 0,0000015

Estas composiciones son en gr deelemento por gr de biomasa.Esta composición es especifica paraHongos*Los cálculos del medio de Cultivo tantola composición se encuentran en elAnexo B

16444 gr glucosa

CO2 12387 gr

2 x 10-7 esporasInoculo inicial 5 gr Agua 334006 gr 0,9799 %

MICELIO 6577 gr 0,0193 %PO4 62 gr 0,0002 %SO4 60 gr 0,0002 %

Glucosa Residual 164 gr 0,0005 %340869

AGUA 328871 gr 0,9953 % O2 6385 grUREA 776 gr 0,0023 %

MgSO4.7H2O 202 gr 0,0006 %KH2PO4 574 gr 0,0017 %

330423

Reactor Inoculo

A

B

DC

E

F


Balance de materia en el fermentador de producción.

F + G + H + I + I´= K + J

El balance se llevo a cabo con las siguientes consideraciones

Y(p/S) = 0.96**Y(x/s) = 0 gr BM/gr S*qs = 0.26VVM = 1.5

La formulación del Medio fue el Siguiente:

*Se considera despreciable el crecimiento por la reformulación del medio de cultivo**Dato tomado de las pruebas piloto realizadas por Moyer y colaboradores.



Aprobó: ACR

Elaboro: Equipo 4

Revisó: PPCC


Fecha:5 Agosto 2002

Balance deMateria

gr/ltGlucosa comercial 150

MgSO4.7H2O 0,165KH2PO4 0,2

Urea 0,11

Glucosa 1400496 gr 0,9968 %UREA 1541 gr 0,0011 %

MgSO4.7H2O 1867 gr 0,0013 %KH2PO4 1027 gr 0,0007 %

1404931NaOH 282604 gr

CO2 181579 grBM = BIOMASA

0Y(X/S) = 0

Gluconato de sodio 1495331 gr 0,1348Glucosa residual 42179 gr 0,0038

NaOH 8231 gr 0,0007BM 6577 gr 0,0006

H2O 9534388 gr 0,8596Sales 4557 gr 0,0004

11091264Agua 334006 gr 0,9799 %

MICELIO 6577 gr 0,0193 %PO4 62 gr 0,0002 %SO4 60 gr 0,0002 %

Glucosa Residual 164 gr 0,0005 %340869

AGUA 9002632 gr9003 lt O2 241806 gr

FERMENTADOR PRODUCCION

2

I

HG

F

J

K

I´


Balance de materia en el filtro tambor.

J + M = N + L

Balance de materia en el tanque de recepción.

1/3 N = O

Este balance se toma así por el hecho de que a partir de este punto se parte el proceso deseparación del Gluconato de Ca. en tres por la consideración de distribución del proceso;ver diagrama de Gant. en el capitulo 9



Aprobó: ACR

Elaboro: Equipo 4

Revisó: PPCC


Fecha:5 Agosto 2002

Balance deMateria

AGUA 102253,3 gr

0,095343878 93,24281

Gluconato de sodio 1495331 gr 0,1348 % Gluconato de sodio 1495331 gr 0,1337 %Glucosa residual 42179 gr 0,0038 % Glucosa residual 42179 gr 0,0038 %

NaOH 8231 gr 0,0007 % NaOH 8231 gr 0,0007 %BM 6577 gr 0,0006 % H2O 9636641 gr 0,8614 %

H2O 9534388 gr 0,8596 % Sales 4557 gr 0,0004 %Sales 4557 gr 0,0004 %

11091264 BM 6577 gr 11186940

FILTRADO DE CELULAS

L

J

M

N

Gluconato de sodio 1495331 gr 0,1337 % Gluconato de sodio 498444 gr 0,1337 %Glucosa residual 42179 gr 0,0038 % Glucosa residual 14060 gr 0,0038 %

NaOH 8231 gr 0,0007 % NaOH 2744 gr 0,0007 %H2O 9636641 gr 0,8614 % H2O 3212214 gr 0,8614 %

Sales 4557 gr 0,0004 % Sales 1519 gr 0,0004 %

TANQUE DE RECEPCION

N O


Balance de materia en el Tanque de recuperación.

O + P = Q

Balance de materia en el Tanque de Precipitación.

Q + R = S + T

Las relaciones estequiométricas de las reacciones se encuentran en el anexo B



Aprobó: ACR

Elaboro: Equipo 4

Revisó: PPCC


Fecha:5 Agosto 2002

Balance deMateria

Acido sulfúrico 115397 gr

Gluconato de sodio 498444 gr 0,1337 % Ac. glucónico 448142 gr 0,1166 %Glucosa residual 14060 gr 0,0038 % Sulfato de sodio 167207 gr 0,0435 %

NaOH 2744 gr 0,0007 % Glucosa residual 14060 gr 0,0037 %H2O 3212214 gr 0,8614 % H2O 3213448 gr 0,8359 %

Sales 1519 gr 0,0004 % Sales 1519 gr 0,0004 %

TANQUE DERECUPERACION 1

O Q

P

CaCO3 115465 gr

CO2 50301,66 gr

Ac. glucónico 448142 gr 0,1166 % Gluconato de calcio 491584 gr 0,1257 %Sulfato de sodio 167207 gr 0,0435 % Sulfato de sodio 167207 gr 0,0428 %Glucosa residual 14060 gr 0,0037 % Glucosa residual 14060 gr 0,0036 %

H2O 3213448 gr 0,8359 % H2O 3234026 gr 0,8272 %Sales 1519 gr 0,0004 % Sales 1519 gr 0,0004 %

######## CaCO3 1143 gr 0,0003 %

TANQUE DEPRECIPITACION

Q

T

R

S


Balance de materia en el Evaporador.

T = U + V

Este balance se realizó con la solubilidad en laboratorio

Balance de materia en el Cristalizador.

V = W



Aprobó: ACR

Elaboro: Equipo 4

Revisó: PPCC


Fecha:5 Agosto 2002

Balance deMateria

H2O 1509169 gr

Concentrar del 0.126% Gluconato de calcio 491584 gr 0,2048 %al 0.2 % de gluconato Sulfato de sodio 167207 gr 0,0697 %

Gluconato de calcio 491584 gr 0,1257 % Glucosa residual 14060 gr 0,0059 %Sulfato de sodio 167207 gr 0,0428 % H2O 1724857 gr 0,7186 %Glucosa residual 14060 gr 0,0036 % Sales 1519 gr 0,0006 %

H2O 3234026 gr 0,8272 % CaCO3 1143 gr 0,0005 %Sales 1519 gr 0,0004 % ########

CaCO3 1143 gr 0,0003 %

EVAPORADOR

U

VT

Gluconato de calcio 491584 gr 0,2048 % Cristales de gluconato de calcio 464754 gr 0,1936Sulfato de sodio 167207 gr 0,0697 % Gluconato solubilizado 26830 gr 0,0112Glucosa residual 14060 gr 0,0059 % Sulfato de sodio 167207 gr 0,0697

H2O 1724857 gr 0,7186 % Glucosa residual 14060 gr 0,0059Sales 1519 gr 0,0006 % H2O 1724857 gr 0,7186

CaCO3 1143 gr 0,0005 % Sales 1519 gr 0,00062400371 CaCO3 1143 gr 0,0005

CRISTALIZACIONV W


Balance de materia en la Centrifuga.

W = X + Y

Balance en el Secador.

X + X´ = Z + Z´



Aprobó: ACR

Elaboro: Equipo 4

Revisó: PPCC


Fecha:5 Agosto 2002

Balance deMateria

Cristales de gluconato de calcio 464754 gr 0,1936 % Cristales de gluconato 464754 gr 0,843 %Gluconato soluble 26830 gr 0,0112 % Sulfato de sodio 502 gr 0,001 %

Sulfato de sodio 167207 gr 0,0697 % Glucosa residual 14 gr 2,5E-05 %Glucosa residual 14060 gr 0,0059 % H2O 86243 gr 0,156 %

H2O 1724857 gr 0,7186 % Sales 5 gr 8,3E-06 %Sales 1519 gr 0,0006 % CaCO3 3 gr 6,2E-06 %

CaCO3 1143 gr 0,0005 %2.400.371 551.521

Gluconato soluble 26830 gr 0,0145 %Sulfato de sodio 166706 gr 0,0902 %Glucosa residual 14046 gr 0,0076 %

H2O 1638615 gr 0,8863 %Sales 1514 gr 0,0008 %

CaCO3 1140 gr 0,0006 %

CENTRIFUGAW X

Y

Aire 717000 gr

Cristales de gluconato 464754 gr 0,8427 % Cristales de gluconato 464754 gr 0,989 %Sulfato de sodio 502 gr 9,E-04 % Sulfato de sodio 502 gr 0,001 %Glucosa residual 14 gr 3,E-05 % Glucosa residual 14 gr 3,0E-05 %

H2O 86243 gr 0,1564 % H2O 4652,78 gr 0,0099 %Sales 5 gr 8,E-06 % Sales 5 gr 9,7E-06 %

CaCO3 3 gr 6,E-06 % CaCO3 3 gr 7,3E-06 %551521 469931 ###

1.103.042 ##

Aire húmedo 798590 gr

SECADOPOR ASPERSION

ZX

Z´

X´

Fermentaciones Químicas de México S.A. de C.V. ANEXO AParque Industrial Toluca 2000 Carretera Toluca-Naucalpan Km. 52.8 Edo. de Mex. Localización

I

ANEXO DE LA LOCALIZACIÓN DE LA PLANTA FERQUIM S.A. de C.V.

DATOS IMPORTANTES PARA EVALUAR LA MACROLOCALIZACIÓN.

ESTADO DISTANCIA(kM)

Distrito Federal 25.00Puebla 125.00Estado de México 66.00Querétaro 215.00

Tabla 1 A. Distancia entre la Planta de Producción y Mercado de Consumodel gluconato de calcio

ESTADO DISTANCIA(Km)

COSTO DE TRANSPORTE

Distrito Federal 25.00 Sin Costo AdicionalPuebla 125.00 1 % del Costo de la Materia PrimaEstado de México 66.00 0.7% del Costo de la Materia PrimaQuerétaro 215.00 0.98% del Costo de la Materia PrimaTabla 2 A. Costo de la materia prima (todo lo que se ocupa para la fermentación) con

respecto de el transporte

1. El mercado que forma parte del mercado de consumo es el Distrito Federal y ÁreaMetropolitana.

2. Se tomó la distancia de la capital de cada uno de los estados seleccionados para lamacrolocalización con respecto a cada uno de los estados que forman parte del mercado deconsumo.


II

Datos Generales

Entidad Federativa Distrito FederalCapital Ciudad de MéxicoSuperficie 1,479 km 2Población 8,520,090F. Laboral (%) 55.78%P.I.B. (%) 23.14Carreteras 178 kmVías Férreas 33,544 kmAeropuertos Internacionales 1Principales Productos Productos ManufacturadosEnergía Eléctrica1 99.80%

1 Participación de vivienda con energía eléctrica

PIB Estatal por Actividad Económica

Agricultura y Ganadería 0.14% Comercio 20.74%Minería 0.1% Comunicación y transportes 11.1%Manufactura 17.94% Seguros y finanzas 18.86%Construcción 4.05% Otros Servicios 32.65%

Tabla 3 A. Datos Generales del Distrito Federal


III

Datos Generales

Entidad Federativa PueblaCapital PueblaSuperficie 34,072 km 2Población 5,070,346F. Laboral (%) 56.7%P.I.B. (%) 3.45Carreteras 7,431 kmVías Férreas 751 kmAeropuertos Nacionales 2Principales Productos Industria ManufactureraEnergía Eléctrica1 97.70%



Agricultura y Ganadería 6.7% Comercio 19.12%Minería 0.1% Comunicación y transportes 17.7%Manufactura 17.94% Seguros y finanzas 16.19%Construcción 4.05% Otros Servicios 32.65%

Tabla 4 A. Datos Generales de Puebla


IV

Datos Generales

Entidad Federativa Estado de MéxicoCapital TolucaPrincipales Ciudades Cuautitlán, TexcocoSuperficie 21,335 km 2Población 12,222,891F. Laboral (%) 56.33%P.I.B. (%) 10.08Carreteras 9,683 kmVías Férreas 1,227 kmAeropuertos Nacionales 1Aeropuertos Domésticos 1Principales Productos Vehículo moto y autopartes,

productos químicosEnergía Eléctrica1 97.90%



Agricultura y Ganadería 7.8% Comunicaciones y Transportes 8.61%Comercio 12.6% Seguros y Finanzas 16.51%Manufactura 25.54%

Tabla 5 A. Datos Generales del Estado de México


V

Datos Generales

Entidad Federativa QuerétaroCapital QuerétaroPrincipales Ciudades Apizaco,HuamantlaSuperficie 11,449 km 2Población 1,200,000P.I.B. (%) 1.41Carreteras 5145 kmVías Férreas 444 kmAeropuertos Nacionales 1Principales Productos Textiles, productos alimenticios,

maquinaria y maderera.Energía Eléctrica1 97.50%



Agricultura y Ganadería 8.5% Comercio 21.3%Minería 1.0% Manufactura 40.7%Construcción 7.5% Otros Servicios 31.0%

Tabla 6 A. Datos Generales Querétaro


VI

DATOS IMPORTANTES PARA EVALUAR LA MICROLOCALIZACIÓN.

COSTOS Y SERVICIOS DE PARQUES INDUSTRIALES

ESTADO DE MEXICO

PavimentaciónBanquetasAlumbradoInstalación hidráulicaAgua potablePlanta de tratamiento deaguasSubestación eléctricaInstalación eléctricaInstalación de gasOficina administrativapermanenteReglamento interno delparqueMantenimiento del parqueVigilanciaEstación de bomberosTransporte interno depersonalTransporte urbanoServicio de consultorioEspuela de ferrocarrilTeléfono y faxInstalación digitalComunicación vía satélite

PARQUEINDUSTRIALCUAUTITLAN

SISISISISISISISI

NO

SISISISISISISISISISISI

NO

PARQUEINDUSTRIAL

TOLUCA-LERMA

SISISISISISISISISI

NOSISISI

NOSISISISI

NOSISI

PARQUEIDUSTRIAL

NOR-T

SISISISISISI

NOSI

NO

SISISISI

NOSISISISISISISI

PARQUEINDUSTRIALTOLUCA 2000

SISISISISISISISI

NO

SISISISI

NOSISISISISISI

NO

PARQUEINDUSTRIAL

CHALCO

SISI

NOSISI

NONONONO

NONONONONONONONONOSI

NONO

Tabla 7 A. Datos que se consideraron para la microlocalización


VII

Infraestructura Cuautitlán Toluca-Lerma NOR-T Toluca 2000 Chalco

Energía Eléctrica(kVA/ha) 31.7 150 250 400 150

Agua Potable(l/seg/ha) 1 0.86 1 0.5 0.12

Drenaje Pluvial(l/seg/ha) 3 0.6 0 72 0

Drenaje Sanitario(l/seg/ha) 0.5 0.8 0.8 0.4 0.4636

Descarga Ind.(l/seg/ha) 0 0.82 0.8 0.4 2.09

Camino Acceso(m) 0 0 0 0 250

Guarnición(%) 100 100 0.5 100 5

Banquetas(%) 100 90 2.5 100 5

Pavimentación(%) 100 90 8 100 5

Teléfono(líneas/ha) 10 0 10 20 6

Tabla 8 A. Medidas y Porcentajes de Infraestructura de Parques Industriales enEstado de México.

Fermentaciones Químicas de México S.A. de C.V. ANEXO BParque Industrial Toluca 2000, Carretera Toluca-Naucalpan Km 52.8, Edo. Mex. I. PROYECTOS

I

ANEXO BHoja de cálculosNombre del equipo: Reactor semillaServicio: Producir la biomasaNo de equipo: RE-101

Altura = 1.39 mDiámetro = 0.683m

Volumen = (π*d2*h)/4 = (3.1415*0.6832*1.39) /4 = 00.509m3

Volumen operación = 0.300 m3

Presión de diseño = 44.7 psiT de operación = 28°CMaterial = Acero inoxidable SA-283Esfuerzo permisible S de tablas = 12600 psiradiografiado por puntos E = 0.85t a la corrosión = 1/8 = 0.125ρ = 1300kg/m3

Cálculo de espesores nominales de cilindro y tapas, presión máxima, y peso totalSe elige tapas toriesféricas y se calcula el espesor como un cilindroEspesorest cuerpo = (PR/ (SE-0.6P)-tcorr = 0.181tnominal = 0.188int tapas = (PR)/(2*SE-0.2P)-tcorr = 0.302 int nominal = 0.3125in

ÁreasA cuerpo = π*d*h = 2.975 m2

Atapas = π*r2(1+k2) donde k = L-((L-1)*(L+1)-2rL) y r = radio de rodilla = 0.06*d0.06*d = 0.041mA tapas = 0.799m2*2 = 1.599m2

*Se tomó como relación en todas las tapas L = D.

Presiones máximasPcuerpo = SEt/ R-0.6t=148.12 psi

Ptapas=(2*SEt ) / (LM+0.2t)=78.7psi

Cálculo del peso totalW cuerpo = Acuerpo*wplaca wplaca de 3/16’’=37.35kg/m2

W cuerpo =2.975m2*37.35kg/m2=111.102kg

W tapas = Atapas*w tapas wplaca de 5/16’’=62.25kg/m2

W tapas =1.599m2*62.25kg/m2=99.536kgWtotal=Wtapas+Wcuerpo=1110.87kg+712.37kg=1823.506kgW lleno=ρ*Vtotal+Wtanque vacío=17115kg


II

Hoja de cálculos

Nombre del equipo =Tanque de fermentaciónSer vicio =Producción de gluconato de sodio por A nígerNo de equipo = RE-102

Datos:Diámetro =1.94mAltura = 3.66mPresión de diseño = 44.7 psiMaterial: Acero inoxidable SA-283Esfuerzo permisible S de tablas = 12600 psiRadiografiado por puntos E = 0.85t a la corrosión = 1/8 = 0.125Volumen de diseño = 12.225 m3

Volumen de operación =10 m3

Espesorest cuerpo = (PR/ (SE-0.6P)-tcorr = 0.285intnominal = 0.313 in

t tapas = (PR)/(2*SE-0.2P)-tcorr = 0.629 int nominal=0.688in

ÁreasA cuerpo=π*d*h=22.307m2

Atapas=π*r2(1+k2) donde k=L-((L-1)*(L+1)-2rL) y r=radio de rodilla=0.06*d=0.1175mA tapas=3.57m2*2=7.154m2

Presiones máximasPcuerpo= SEt/ R-0.6t=87.21psi

Ptapas=(2*SEt ) / (LM+0.2t)=60.27 psi

Cálculo del peso totalW cuerpo = Acuerpo*wplaca wplaca de5/16’’ = 62.25kg/m2

Wcuerpo = 22.307m2*62.25kg/m2=1388.587kgWtapas = Atapas*wtapaswplaca11/16’’ = 136.96kg/m2

Wtapas = 7.154*139.96kg/m2 = 979.436kg Wtotal = Wtapas + Wcuerpo = 979.436kg + 1388.587kg = 2368.463kgWlleno = ρ*Vtotal + Wtanque vacío = 18260 kg


III

Hoja de cálculos

Nombre del equipo =Tanque de recepciónSer vicio =Almacenaje del gluconato de sodio después de la filtraciónNo de equipo= TR-101

Datos:Diámetro=1.94mAltura=3.66mPresión de diseño=30 psiMaterial: Acero inoxidable SA-283Esfuerzo permisible S de tablas=12600 psiRadiografiado por puntos E=0.85t a la corrosión=1/8=0.125Volumen de diseño= 12.2 m3Volumen de operación=10 m3

Espesorest cilindro =(PR/(SE-0.6P)+ tcorr =0.2320intnominal=0.25 in

t tapas=(PR)/(2*SE-0.2P)-tcorr=0.463 int nominal=0.5in

ÁreasA cuerpo=π*d*h=22.307m2

Atapas=π*r2(1+k2) donde k=L-((L-1)*(L+1)-2rL) y r=radio de rodilla=0.06*d=0.1175mA tapas=3.57m2*2=7.154m2

Presiones máximasPcuerpo= SEt/ R-0.6t=69.83 psi


Cálculo del peso totalW cuerpo=Acuerpo*wplaca wplaca de 1/4’’=49.8kg/m2

Wcuerpo=22.307m2*49.8kg/m2=1110.87kg

Wtapas=Atapas*wtapas wplaca de1/2’’=99.61kg/m2

Wtapas=7.154*99.61kg/m2=712.637kg

Wtotal=Wtapas+Wcuerpo=1110.87kg+712.37kg=1823.506kgW lleno=ρ*Vtotal+Wtanque vacío=17115kg


IV

Hoja de cálculos

No de equipo: Tanque de recuperaciónServicio: Formación de ácido glucónico con ácido sulfúrico a partir del gluconato de sodioNo de equipo: TRE-101

Datos:Diámetro=1.7mAltura=2mPresión de diseño=30 psiMaterial: Acero inoxidable SA-283Esfuerzo permisible S de tablas=12600 psiRadiografiado por puntos E=0.85t a la corrosión=1/8=0.125Volumen de diseño= 4.5m3Volumen de operación=3.55 m3

Espesorest cuerpo =(PR/(SE-0.6P)+ tcorr =0.219intnominal=0.250 in

t tapas=(PR)/(2*SE-0.2P)-tcorr=0.421 int nominal=0.5.in

ÁreasA cuerpo= π*d*h= 10.68m2

Atapas=π*r2(1+k2) donde k=L-((L-1)*(L+1)-2rL) y r=radio de rodilla=0.06*d=0.102mA tapas= 3.162m2*2= 6.324 m2


Ptapas=(2*SEt ) / (LM+0.2t)= 50.61psi


Wcuerpo=10.68m2*49.8kg/m2=531.861kg


Wtapas=6.324*99.61kg/m2=629.907kg

Wtotal=Wtapas+Wcuerpo=629.907kg+531.831kg=1161.76kgW lleno=ρ*Vnominal+Wtotal vacío =7900 kg


V

Hoja de cálculos

No de equipo:Tanque de precipitación de gluconato de calcioServicio: Formación de gluconato de calcio con ácido glucónico y carbonato de calcioNo de equipo: TP-101

Datos:Diámetro=1.7mAltura=2mPresión de diseño=30 psiMaterial: Acero inoxidable SA-283Esfuerzo permisible S de tablas=12600 psiRadiografiado por puntos E=0.85t a la corrosión=1/8=0.125Volumen de diseño= 4.5m3Volumen de operación=3.55 m3


t tapas=(PR)/(2*SE-0.2P)-tcorr=0.421 int nominal=0.5.in


Atapas=π*r2(1+k2) donde k=L-((L-1)*(L+1)-2rL) y r=radio de rodilla=0.06*d=0.102mA tapas= 3.162m2*2= 6.324 m2



Cálculo del peso totalW cuerpo = Acuerpo*wplaca wplaca de 1/4’’=49.8kg/m2

Wcuerpo = 10.68m2*49.8kg/m2=531.861kg


Wtapas=6.324*99.61kg/m2=629.907kg

W total = W tapas+Wcuerpo= 629.907kg+531.831kg=1161.76kgW lleno = (ρ*V nominal)+W total vacio = 7900 kg


VI

Hoja de cálculos

No de equipo: Filtro tamborServicio: Separa la biomasa del caldo de cultivo después de la fermentaciónNo de equipo: FT-101

DatosAltura =1.82 mDiámetro =1.82Presión de diseño = 30 psiT de operación = 30 °CMaterial = Acero inoxidable SA-283Esfuerzo permisible S =12600 psiRadiografiado por puntos E =0.85

Área superficial =10.5m2

Se hacen cálculos como un medio cilindro


ÁreasA cuerpo = π*d*h= 10.406m2

Presiones máximasP cuerpo = SEt/ R-0.6t=55.87 psi

Cálculo del peso totalW cuerpo =A cuerpo * w placa w placa de 3/8’’=74.7kg/m2

W cuerpo =10.406m2*74.7kg/m2=777.346kg


VII

Hoja de cálculos

No de equipo: EvaporadorServicio: Elimina agua del medio para hacer más fácil la separaciónNo de equipo: EV-101

DatosAltura=2.01 mDiámetro=1.6Presión de diseño=30 psiT de operación=10°CMaterial= Acero inoxidable SA-283Esfuerzo permisible S=12600 psiRadiografiado por puntos E=0.85Volumen de diseño=4.04m3Volumen de operación= 3.55m3


t tapas=(PR)/(2*SE-0.2P)-tcorr=0.355 int nominal=0.375in


Atapas=π*r2(1+k2) donde k=L-((L-1)*(L+1)-2rL) y r=radio de rodilla=0.06*d=0.096mA tapas= 2.974m2*2.= 5.94m2


Ptapas=(2*SEt ) / (LM+0.2t)= 70.79 psi


Wcuerpo=10.113m2*62.25kg/m2=628.916 kg

Wtapas=Atapas*wtapas wplaca de 3/8’’=74.7 kg/m2

Wtapas=5.947m2*74.7kg/m2=444.24 kg

Wtotal=Wtapas+Wcuerpo=628.916kg+424.24kg=1073.15 kgW lleno=ρ*Vnominal+Wtotal vacío= 8003 kg


VIII

Hoja de cálculos

No de equipo: CristalizadorServicio: Precipita por solubilidad los cristales de gluconato de calcioNo de equipo: CR-101

DatosAltura= 1.7 mDiámetro= 1.3 mPresión de diseño= 30 psiT de operación=10°CMaterial= Acero inoxidable SA-283Esfuerzo permisible S=12,600 psiRadiografiado por puntos E=0.85Volumen de diseño=2.25m3Volumen de operación=1.77 m3


t tapas=(PR)/(2*SE-0.2P)-tcorr=0.25 int nominal=0.25 in


Atapas=π*r2(1+k2) donde k=L-((L-1)*(L+1)-2rL) y r=radio de rodilla=0.06*d=0.78mA tapas=2.32 m2*2.= 4.64 m2




Wcuerpo=6.94m2*49.8kg/m2=345.612 kg

Wtapas=Atapas*wtapas wplaca de1/4’’=49.8 kg/m2

Wtapas=4.64m2*49.8kg/m2=231.282 kg

Wtotal=Wtapas+Wcuerpo=231.282kg+345.612kg=576.684 kgW lleno=r*Vnominal+Wtotal vacío= 4715.9 kg


IX

Hoja de cálculos

No de equipo: SecadorServicio: Eliminar la humedad de los cristalesNo de equipo: SA-101

DatosAltura = 3.5 mDiámetro = 1.907 mPresión de diseño = 44.7 psiT de operación =175°CMaterial = Acero inoxidable SA-283Esfuerzo permisible S =12,600 psiRadiografiado por puntos E =0.85Volumen de diseño =10m3Volumen de operación =10 m3



ÁreasA cuerpo= π*d*h=20.96 m2

Atapas=π*r2(1+k2) donde k=L-((L-1)*(L+1)-2rL) y r=radio de rodilla=0.06*d=0.115mA tapas = 3.52m2*2=7.042 m2

Presiones máximasPcuerpo = SEt/ R-0.6t= 88.713psi


Cálculo del peso totalWcuerpo =Acuerpo*wplaca wplaca de 3/16’’=62.25kg/m2

Wcuerpo =20.96m2*62.25kg/m2= 1305.29kg

Wtapas = Atapas*wtapas wplaca de 11/16’’=87.15kg/m2

Wtapas =7.042m2*87.15kg/m2=613.74 kg

Wtotal=Wtapas+Wcuerpo=613.74kg+1305.29kg=1909.19 kg


X

Hoja de cálculos

No de equipo: CentrífugaServicio: Separación de los cristales del aguaNo de equipo: CE-101

DatosAltura= 2 mDiámetro= 0.762 mPresión de diseño= 30 psiT de operación =30°CMaterial = Acero inoxidable SA-283Esfuerzo permisible S=12,600 psiRadiografiado por puntos E =0.85Volumen de diseño = 1m3

Volumen de operación = 0.83 m3/h



ÁreasA cuerpo= π*d*h=4.788 m2

Atapas=π*r2(1+k2) donde k=L-((L-1)*(L+1)-2rL) y r=radio de rodilla=0.06*d=0.179mA tapas= 0.98m2*2.= 1.95 m2

Presiones máximasPcuerpo = SEt/ R-0.6t= 132.879psi

Ptapas =(2*SEt ) / (LM+0.2t)= 101.903 psi

Cálculo del peso totalW cuerpo =Acuerpo*wplaca wplaca de 3/16’’=37.35kg/m2

Wcuerpo =4.78m2*37.35kg/m2= 178.824 kg

Wtapas =Atapas*wtapas wplaca de 1/4’’=49.8kg/m2Wtapas=1.95m2*49.8kg/m2=97.572 kg

Wtotal=Wtapas+Wcuerpo=178.824kg+97.572kg=276.396 kgW lleno=ρ*Vnominal+Wtotal vacío= 1911.052 kg


XI

Hojas de Calculo

Determinación del Tamaño de los reactores

RACTOR DE PRODUCCION

Se tomo la base de 158.67 tons. para calcular la capacidad máxima del reactor paraproducir en planta 150 toneladas de Gluconato de calcio que sería la capacidad máxima dela misma, la diferencia se explica por las perdidas que se tienen en el proceso depurificación que hacienden al 5.46 %. El tamaño real del reactor se tomo con un 20 % desobredimencionamiento el cuál arrojo un valor de 11.6 m3 y se escogió un tamañocomercial de 12 m3.

Produccion de gluconato de Calcio de acuerdo al tamaño de planta GC = gluconato de cálcioAG = ácido glucónico

Calculo del tamaño del ractor de produccción GLU = glucosaCC = carbonato de calcio

ton GC/año kg/ton año/sem sem/lote158,67 1000 1 1 = 1525,67 kg de GC/lote

1 1 52 2

kg GC / lote gr / kg mol GC/gr GC mol AG/mol GC gr AG/ mol AG1525,67 1000 1 2 196 = 1390846 gr de AG/lote

1 1 430 1 1= 1390,85 kg de AG/lote

kg AG / lote gr / kg mol AG/gr AG mol GLU/mol AG gr GLU/mol GLU1390,85 1000 1 1 180 = 1277308 gr Glucosa fermentada

1 1 196 1 1= 1277,31 kg de GLU/lote

La Y (P/S) = 0,96 gr AG/gr GLUC

kg AG/lote kg GLU/kg AG1390,85 1 = 1448,80 kg GLU/lote

0,96 1448798,08 gr GLU/lote

Concentración de glucosa de acuerdo al proceso escogido

[ ] de GLU = 15 %

kg GLU/lote ml/gr GLU lt / ml gr / kg m3 / lt Tamaño del reactor1448,80 100 1 1000 1 = 9,66 m3/reactor

1,00 15 1000 1 1000 = 9658,65 lt/reactor


XII

Hojas de Calculo

Determinación del Tamaño de los reactores

REACTOR SEMILLA

De acuerdo a los datos obtenidos por Moyer y col. La concentración de biomasa por litro dereactor de producción para producir ácido glucónico es de 0.7 grBM/lt. A partir de este datose cálculo el tamaño del reactor para 24 hr. con una µ = 0.3 h-1, teniendo una Xo = 5 gr.

Con un 20% de sobredimiencionamiento el reactor resulto de un tamaño de 408 lt y se tomoun tamaño comercial 500 lt o bien 0.5 m3.

Composición de los Medios

BM necesaria para el volumen de Reactor de producciónm3/lote lt/m3 gr BM/lt9,66 1000 0,70 = 6804,26 gr BM/lote

1 1 1

Maxima biomasa por litro teóricagr GLU/lt gr C/gr GLU gr BM/gr C gr CD/gr CA

50 0,4 1 0,5 = 20 gr BM/lt1 1 0,5 1

Si se desasimila el 50 % del Carbono CD = carbono desasimilableY(x/s) =0.5 CA =carbono asimilable

Volumen del Reactor de Inoculogr BM lt/gr BM

6804,26 1 = 340,21 lt20 0,34 m3

Cantidad de glucosa utilizada para el inoculo

17010,66 gr17,01 kg

Composición del medio de PRODUCION


MgSO4.7H2O 0,165KH2PO4 0,2

Urea 0,11

esterilizar a pH 4.5

Composición del medio de inoculo


UREA 2,36MgSO4.7H2O 0,615

KH2PO4 1,744

Esterilizar a pH 4,5


XIII

La composición del reactor semilla o inoculo se calcularon en base a las composicionesmencionadas en el capitulo 10, la composición del medio de producción se baso en losdatos obtenidos por Kundu et.al. 1982.

Hojas de Calculo

Cálculos de las biotransformaciones en el fermentador así como reacciones en elproceso de separación del Gluconato de Calcio que se tomaron en cuenta para delbalance de materia.

Eficiencia de Consumo de Glucosa gr kg ton100% Adicionada 1448798,08 1448,80 1,4597% Consumida 1405334,13 1405,33 1,41

88,16% A Gluconico 1277260,38 1277,26 1,288,84% A Mto. 128073,75 128,07 0,13

3% Residual 43463,94 43,46 0,04

Eficiencia Y(P/S)0,96 gr AG/gr GLU

Biomasa asuminedo no crecimiento por el Oxidaciónde la glucosa y producción de A. G.desvalance que presenta el medio de producción 2(C6H12O6) + O2 = 2(C6H12O7 )

Precipitación del ácido glucónicoAsumiendo que la glucosa utilizada que no se va a la C6H12O7 + NaOH = (C6H11O7)Na + H2Oproducción de Acido gluconico, se dirige a la producción de CO2 Formación del Gluconato de Calcio

2 C6H12O7 + CaCO3 = (C6H11O7)2Ca + H2CO3C6H12O6 + 6 O2 = 6 CO2 + 6 H2O Recuperación del ácido glucónico

2(C6H11O7)NA + H2SO4 = 2 (C6H12O7) + (Na)2SO4 O2 necesario

gr glu/lot mol glu/gr glu molO2/molglu gr O2/ mol O2

128073,75 1 6 32 = 136612,00 gr de O21 180 1 1

CO2 producido

gr glu/lot mol glu/gr glu molCO2/molglu gr CO2/ mol CO2

128073,75 1 6 44 = 187841,50 gr de CO2180 1 1

H2O producido

gr glu/lot mol glu/gr glu molH2O/molglu gr H2O/mol H2O

128073,75 1 6 18 = 76844,25 gr de H2O180 1 1

Oxidación de la Glucosa y producción de ácido glucónico

2 C6H12O6 + O2 = 2 C6H12O7

O2 requerido

gr glu/lot mol glu/gr glu molO2/molglu gr O2/mol O2

1277260,38 1 1 32 = 113534,26 gr de O21 180 2 1

Acido gluconico producido

gr glu/lot mol glu/gr glu molAG/molglu gr AG/mol AG

1277260,38 1 2 196 = 1390794,64 gr de Acido gluconico1 180 2 1

NaOH para neutralizar el ácido glucónico

kg AG / lote KgNaOH/kgAG

1390,79 40 = 283,84 kg de NaOH

1 196 mas un exceso del 3 %292,35 kg de NaOH

gluconato de Sodio formado

kg AG / lote KgGS/kgAG

1390,79 218 = 1546,90 kg de gluconato de sodio1 196


XIV

H2O producida

kg AG / lote kg H2O/kgAG

1390,79 18 = 127,73 kg de agua formados 1 196

H2SO4 necesario para recuperar el ácido glucónico

kg GS / lote KgH2SO4/kgGS

1546,90 98 = 347,70 kg de ácido sulfúrico 1 436 mas un exceso del 3 %

358,13 kg de ácido sulfúrico

ácido glucónico recuperado

kg GS / lote KgAG/kgGS1546,90 392 = 1390,79 kg de ácido glucónico

1 436

sulfato de sodio producidokg GS / lote kmolGS/kgGS kmolSS/kmolGS kgSS/kmolSS

1546,90 1 1 142 = 503,81 kg de sulfato de sodio1 218 2 1

Reaccion entre el ácido sulfúrico y el hidroxido de sodio

H2SO4 + 2NaOH = 2H2O + (Na)2SO4Acido necesario

kg NaOH kmolHS/kgNaOH kmolAS/kmolHS kgAS/kmolAS

2,84 1 1 98 = 3,48 kg de ácido sulfúrico1 40 2 1

Acido sobrante de la recuperación del ácido glucónico10,43 kg de ácido sulfurico

Agua producidakg NaOH Kg H2O/kg NaOH

2,84 36 = 1,28 kg de agua80

sulfato de sodio formadokg NaOH Kg SS/kg NaOH

2,84 142 = 5,04 kg de sulfato de sodio80


XV

carbonato de calcio necesario para neutralizar el ácido glucónico

kg AG / lote KgCC/kgAG 354795 gr de carbonato de calcio1390,79 100 = 354,79 kg de carbonato de calcio

1 392 mas un exceso del 2 %358,34 kg de carbonato de calcio358342 gr de carbonato de calcio

gluconato de calcio formado

kg AG / lote KgGC/kgAG

1390,79 430 = 1525,62 kg de gluconato de calcio

1 392 1525617 gr de gluconato de calcio

Acido Carbónico Producido

gr AG/lot mol AG/gr AG molGC/molAC gr AC/mol AC

1390794,64 1 1 62 = 219972,62 gr de ácido carbónico1 196 2 1

Como se tiene un pH casi neutro el ácido carbónico se descomponeen CO2 y H2O

CO2 producido

gr AC/lot mol AC/gr AC molCO2/molAC gr CO2/mol CO2

219972,62 1 1 44 = 156109,60 gr de CO2 producido1 62 1 1

H2O producida

gr AC/lot mol AC/gr AC molH2O/molAC gr H2O/mol H2O

219972,62 1 1 18 = 63863,02 gr de H2O producido1 62 1 1


XVI

Hoja de calculo

Bombas: par el calculo de las bombas se realizo una subrutina en EXEL, el cuál tiene elsiguiente formato.

Capacidad del tanque a llenar BOMBAS

Base de calculo para calculo de bombasDensidad del Fluido Altura del tanque

1000 kg/m3 4 mt Datos generalesQ = 0,62 gal/min Z1 = 2 mt

Presión hidrostatica del tanque a la succión ρ = 613,53 kg/m3 Z2 = 4 mtP=hρg P = 39200 N/m2 µ = 8,435 cp

5,65 lb/in2 Pv = 9,045 kg/cm2P1 = 0,39728104 kg/cm2

Cantidad de masa a manejar P2 = 12 kg/cm23398,4 kg

Diametro nominal de la tubería

Volumen = 3398,4 lt Velocidad recomendada de acuerdo al gasto

Tiempo en que V = 6 ft/segse desea llenar = 24 hr

dint = ( 0.408 Q/V )1/2

Gasto necesario = 141,6 lt/hr0,62 gal/min Calculado

dint = 0,21 in 0 inDiametro comercial

dint = 1,50 inLongitud equivalente. Diametro nominal

dint = 4,026 in cedula 40Accesorios Cantidad Leq (ft)

A.B D.B A.B D.B Calculo del NPSHCodos 90º 2 4 20 0,3355 13,42 26,84Tees 0 0 100 0,3355 0 0 VelocidadV. Globo 0 1 340 0,3355 0 114,07V. Comp 1 1 13 0,3355 4,3615 4,3615 Vreal = 0.408 Q Q = 0,6234412 gal/minL. Eq (mt) 3 6 - 9,8424 19,6848 dint2 dint = 4,026 inA.B. Antes del bombeo

D.B Después del bombeo Total Leq 27,62 164,96 Vreal = 0,02 ft/seg

L/D D(ft)

NreynoldsNRe= 50.6 Q ρ Q = 0,6234412 gal/min

Densidad 50,00 kg/m3 3,12 lb/ft3 dint µ dint = 4,026 in3,12 lb/ft3 49,98 kg/m3 ρ = 38,30 lb/ft3

Presión 580 mmHg 0,76 atm NRe = 35,5798363 µ = 8,435 cp0,4768 kg/cm2 6,78 lb/in2 f = 0,031

0,76 atm 11,10 lb/in2Gasto 500 kg/min 48,90 m3/hr

8,334 kg/seg 48,90 m3/hr Caída de presión para cada 100 ft50 lb/min 0,04 m3/hr

500 kg/min 215,29 gal/min ∆P = 0.0216 Ff ρ Q2 Q = 0,6234412 gal/min dint

5 f = 0,031ρ = 38,30 lb/ft3

∆P100 = 0,00 lb/in2 dint = 4,026 inCaracteristicas de la BOMBA hfs = 0,000 lb/in2 hfd = 0,000 lb/in2

0,00 ft 0,00 ftDiametro T 1,5 inCedula 40NPSH -455,87 ft NPSH = Z1 + ( P1 - Pv) - hfs

-138,95 mt-8,53 kg/cm2 (P1 - Pv) = -8,64771896 kg/cm2 Z1 = 6,5616 ft

CDT 627,01 ft -462,44 ft191,12 mt11,73 kg/cm2 NPSH = -455,87 ft

BHQ= 0,13 hp -138,95 mt-8,53 kg/cm2

POTENCIA Cárga dinámica total (CDT)BHQ = QB(CDT)(Sgr) De la Ec. De Bernouli 3960 η Valor de sobre diseño

15,0% CDT = (P2-P1)(144) + (v22-v1

2) + (Z2-Z1) + hfs + hfd ρ 2g

QB = 0,717 gal/minSgr = 0,61353 (P2 - P1) = 11,602719 kg/cm2η = 55% 620,45 ft

(Z2 - Z1) = 2 mtBHQ = 0,13 HP 6,5616 ft

CDT = 627,01 ft191,12 mt11,726 kg/cm2


XVII

Hoja de calculo

Características de las bombas necesarias de proceso, algunas de las capacidades de estas serepiten en diferentes equipos.

Bombas HP Dim (in) Cédula NPSH (Kg/cm2) CDT (Kg/cm2)Bomba sulfúrico 0,25 0,25 40 0,621 1,91B bior Prod 2 2 40 0,98 1,68B prod a filtro 0,25 1,75 40 0,99 0,44Filtro a recep 0,25 1,75 40 0,99 0,44Recep a recup 0,25 1 40 0,74 1,03recup a formación 0,25 1 40 0,74 1,03Formación a evap. 0,25 1 40 0,74 1,03Evap a crist 0,25 0,75 40 0,72 1Desp. Positivo 2 1,5 40 0,74 1,05B agua enfto b prod 0,75 1 40 1,71 0,54B agua enfto crist 1 1 40 2,46 0,94Bombas en cisterna 0,75 0,5 40 0,74 1,03Bomba en P.tratamiento 0,75 0,5 40 0,74 1,03

Proyecto. Obtención de gluconato de calcio por fermentación

No. De proyecto02-P-004

Nombre del equipo Evaporador

No. Requerido1

Producto a manejar Gluconato de calcio

Clave del equipoEV -101

Operación Concentración de la solución de gluconato de calcioFlujo requerido

1666 Kg/h de vapor saturado a 121°C 30 PSIDATOS

Marca POLINOX S.A. de C.V.

Material de construcción Acero inoxidable

EspecificacionesCilíndrico, de efecto simple, calentamientopor medio de vapor.

DimensionesDiámetro 1600 mm Volumen: 4m3Altura 2010 mm

ESQUEMA

Revisión: AElaboró:

JJMARevisóCPPC

Fecha30/JULIO/02

Descripción AprobóACR

FERQUIM DE MEXICO S.A. DE C.V.



Nombre del equipoReactor

No. Requerido1

Producto a manejar Glucosa, células, urea, sulfato de magnesio hepta-hidratado,fosfato de potasio, agua.

Clave del equipoRE-102

OperaciónFermentación en lote para producción de ácido glucónico.

Flujo requerido10 m3 de medio por lote, no menos de 5 m3 por lote, 11.78m3/h de agua de enfriamiento,

2460 kg/h de vapor saturado a121°C.DATOS

Marca POLINOX S.A. de C.V.


EspecificacionesCapacidad 12,000 L Enchaquetado, mirillas,serpentín para esterilización, vasosacamuestra, termopar, bafles, bomba de2 HP y motor p/agitador 15 HP.

DimensionesDiámetro 2000 mmAltura 3660 mmVolumen 11.5 m3

ESQUEMA

Equipo Paquete


JJMARevisó:CPPC

Fecha:30/JULIO/02

Descripción: Aprobó:ACR




Nombre del equipoReactor semilla

No. Requerido1

Producto a manejar Glucosa, células, urea, sulfato de magnesio hepta-hidratado, fosfatode potasio, Agua.

Clave del equipoRE-101

OperaciónTanque para crecimiento del inóculo.

Flujo requerido200 litros/lote de medio,

DATOSMarca B. Brawn Biotech Inc. Biostat D-300


EspecificacionesVolumen de 300l, Termopar, filtros, controlde agitación, bafles removibles, sensores depH y oxígeno disuelto. Motor 7.5 HP

DimensionesDiámetro 660 mmAlto 876 mm Volumen: 300 litros

ESQUEMA

Equipo Paquete


JJMARevisó:CPPC

Fecha:30/JULIO/02





Nombre del equipo Filtro de tambor

No. Requerido1

Producto a manejar Clave del equipoFC-101

OperaciónContinua, filtración de células del caldo mediante de fermentación al vacío.

Flujo requerido5 m3/h de caldo del biorreactor, con gluconato de sodio.

DATOSMarca

EIMCOMaterial de construcción

Acero inoxidable

EspecificacionesÁrea de contacto 10.5 m2 , con motor,cuchillas de descarga y velocidad variable.

DimensionesDiámetro 1820 mmLargo 1820 mm

ESQUEMA

Equipo Paquete


JJMARevisó:CPPC

Fecha:30/JULIO/02





Nombre del equipoBomba centrífuga.

No. Requerido1

Producto a manejarAgua de enfriamiento.

Clave del equipoB-101

OperaciónSemicontinua, alimentación de agua de enfriamiento a biorreactor de producción.

Flujo requerido11.78 m3/h de agua de enfriamiento a 10°C.

DATOSMarca

PUMPS F&Q, S. A. de C. V.Material de construcción

Acero Inoxidable

EspecificacionesAltura de descarga 2 mPotencia ¾ HP

DimensionesAncho:0.438m , Largo: 0.2m

Alto: 0.235m, 45.4 Kg

ESQUEMA

Equipo Paquete


JJMARevisó:CPPC

Fecha:30/JULIO/02





Nombre del equipoBomba centrífuga

No. Requerido7

Producto a manejarSoluciones diluidas de gluconato de sodio, células, otras sales.


OperaciónLote, desplazamiento de líquidos a filtro de tambor rotatorio.

Flujo requerido1 – 30 gpm

DATOSMarca

COLEPARMERMaterial de construcción

Acero Inoxidable

EspecificacionesAlturas de descarga en promedio 2 m, ¼ HP

DimensionesAncho:0.238m , Largo: 0.15mAlto: 0.15m, Peso: 32.6 Kg

ESQUEMA

Equipo Paquete


JJMARevisó:CPPC

Fecha:30/JULIO/02





Nombre del equipoBomba desplazamiento positivo

No. Requerido1

Producto a manejarCristales de gluconato de calcio


OperaciónDesplazamiento de cristales de gluconato de calcio con 72% de humedad.

Flujo requerido539 kg/h de cristales húmedos.

DATOSMarca

PUMPS F&Q,S.A.de C.VMaterial de construcción

Acero Inoxidable

EspecificacionesAlturas de descarga 3 mPotencia HP

Dimensiones

ESQUEMA

Equipo Paquete


JJMARevisó:CPPC

Fecha30/JULIO/02


FERQUIM DE MEXICO S.A. DE C. V.




No. Requerido1

Producto a manejarAgua de enfriamiento


OperaciónSemicontinuo, alimentación de chaqueta para enfriamiento en cristalizador.

Flujo requerido7.22 m3/h agua para enfriamiento 10°C

DATOSMarca


Acero Inoxidable

EspecificacionesAlturas de descarga en promedio 2 mPotencia 1HP

DimensionesAncho:0.45m , Largo: 0.25m

Alto: 0.25m, 55.8 Kg

ESQUEMA

Equipo Paquete

REVISIÓN: AJJMA

REVISOCPPC

FECHA30/JULIO/02

DESCRIPCIÓN APROBOACR





No. Requerido1

Producto a manejarSolución de glucosa, urea, sulfato de magnesio hepta-hidratado,

fosfato de potasio, Carbonato de calcio.


OperaciónSemicontinuo, desplazamiento de líquidos.

Flujo requerido5 m3/h agua para el caldo de producción.

DATOSMarca


Acero Inoxidable

EspecificacionesAlturas de descarga en promedio 2 mPotencia 2 HP

DimensionesLargo: 0.55m. Ancho: 0.25m,Alto:0.3m. Peso 65.8Kg

ESQUEMA

Equipo Paquete

REVISIÓN: AJJMA

REVISOCPPC

FECHA30/JULIO/02



ProyectoObtención de gluconato de calcio por fermentación


Nombre del equipoBáscula

No. Requerido1

Producto a manejarsólidos varios para el área de producción principalmente

Clave del equipoBA-101

OperaciónPesado de materia prima

Flujo requeridoNinguno

DATOSMarca

Braunkercon indicador OHAUSMOD CD. 11

Material de construcción Lámina acerada y acero

EspecificacionesCapacidad 1000 kg.

Unidades de pesaje kg/lb

DimensionesPlataforma 800 mm x 800 mmCubierta en acero inoxidable

ESQUEMA

REVISIÓN: A JJMA

REVISOCPPC

FECHA30/JULIO/02





Nombre del equipoCentrífuga

No. Requerido1


Clave del equipoCE-101

Operación Obtención total del gluconato de calcioFlujo requerido

1,333 Kg/h mezcla Gluconato de calcio con 72% de humedadDATOSMarca

RELIANCEMaterial de construcción Acero inoxidable

EspecificacionesCanasta suspendida, velocidad variable 500– 2500 rpm

DimensionesDiámetro de la canasta = 762mmAltura de la canasta = 2000 mm

ESQUEMA

Equipo Paquete

Revisión: AElaboró:JJMA

Revisó:CPPC

Fecha:30/JULIO/02





Nombre del equipo Cristalizador

No. Requerido1


Clave del equipoCR-101

Operación Lote. Enfriamiento de solución de gluconato de calcio para precipitar por disminución desolubilidad.Flujo requerido

7.22 m3/h de agua durante 1.5 horasDATOSMarca B. B. BRAWN


EspecificacionesAgitado, enchaquetado para enfriamiento.

DimensionesDiámetro 1300 mm. Volumen: 2.25 m3

Altura 1700 mm.

ESQUEMA

Equipo Paquete


JJMARevisó:CPPC

Fecha:30/JULIO/02

Descripción: AprobóACR




Nombre del equipoTanque de recepción

No. Requerido1

Producto a manejar Solución de gluconato de sodio.

Clave del equipoTR-101

OperaciónLote. Almacenamiento de gluconato de sodio para su posterior conversión a ácido

glucónicoFlujo requerido

6.5 m3/h de gluconato de sodio por 2 horasDATOSMarca

FONTANOT S.A de C.V.Material de construcción Acero inoxidable ASTM A 240 T 304

EspecificacionesSoporte fijo, conexiones roscadas de entraday salida de 1.5’’ y 2’’, bomba de descarga de¼ HP.

DimensionesDiámetro 1940 mm. Volumen: 11 m3

Altura 3660 mm.

ESQUEMA


JJMARevisó:CPPC

Fecha:30/JULIO/02


FERQUIM DE MEXICO S.A. DE C.V.Proyecto. Obtención de gluconato de calcio por fermentación


Nombre del equipoTanque de recuperación

No. Requerido1

Producto a manejarSolución de gluconato de sodio , ácido glucónico, H2SO4, Na2SO4.

Clave del equipoTR-102

Operación Lote, Obtención ácido glucónicoFlujo requerido

3.3 m3/h solución de gluconato de sodio y 128 litros/h H2SO4 98%DATOSMarca

FONTANOT S.A de C.V.Material de construcción Acero inoxidable

Especificaciones: agitado, motor de 1 HPsoportado en 4 puntos, con bomba centrífugade descarga de ¼ HP.

DimensionesVolumen 4.5 m3

Diámetro 1700 mm, Alto 2000 mm.

ESQUEMA

Equipo Paquete


JJMARevisó:CPPC

Fecha:30/JULIO/02





Nombre del equipoTanque de formación.

No. Requerido1

Producto a manejarSolución de gluconato de calcio, Na2SO4, cristales de gluconato decalcio.

Clave del equipoTP-103

Operación Obtención total del gluconato de calcioFlujo requerido

4m3/h solución de ácido glucónico, 315 Kg/h CaCO3.DATOSMarca FONTANOT S.A. de C.V.


EspecificacionesAgitado, , motor de 1 HP soportado en 4puntos, con bomba centrífuga de descarga de¼ HP.

DimensionesVolumen 4500 LDiámetro 1700 mmAltura 2000 mm

ESQUEMA

Equipo Paquete


JJMARevisó:CPPC

Fecha:30/JULIO/02




No. De proyecto 02-P-004

Nombre del equipoFiltro de aire

No. Requerido2

Producto a manejarAire comprimido 20 PSI

Clave del equipo FA-101/102

Operación Purificación del aire en las entradas a los reactores.Flujo requerido

15 m3/h de aireDATOSMarca PURITY.


EspecificacionesFiltro con cartuchos con poro de 100 µm dediámetro, área de contacto de 12 m2.

DimensionesDiámetro: 500 mmAltura: 350 mm

ESQUEMA

Equipo Paquete


JJMARevisó:CPPC

Fecha:30/JULIO/02





Nombre del equipoTanques de aditivos

No. Requerido2

Producto a manejarH2SO4 98%

Clave del equipo TA101 Y TCC102

OperaciónLote, Suministro de ácido sulfúrico al tanque de recuperación para recuperar el ácidoglucónico.Flujo requerido

128 litros/h H2SO4 98% por 0.5 hDATOSMarca FONTANOT S.A. de C.V.


EspecificacionesRecubrimiento interior resistente amateriales químicos corrosivos, tubería ¼’’Ø con las mimas especificaciones.

DimensionesDiámetro 500 mm Volumen 100 litrosAltura 500 mm

ESQUEMA

Equipo Paquete


JJMARevisó:CPPC

Fecha:30/JULIO/02





Nombre del equipoTanques de aditivos

No. Requerido2

Producto a manejarAntiespumante

Clave del equipo TA101 Y TCC102

Operación Suministrar antiespumante al reactor semilla.Flujo requerido

1 litro por loteDATOSMarca FONTANOT S.A. de C.V.


EspecificacionesRecubrimiento interior resistente amateriales químicos corrosivos, tubería ¼’’Ø con las mimas especificaciones.

DimensionesDiámetro 150 mm Volumen 5 litrosAltura 300 mm

ESQUEMA

Equipo Paquete


JJMARevisó:CPPC

Fecha:30/JULIO/02





Nombre del equipoSecador por aspersión.

No. Requerido1


Clave del equipoTAS-101

Operación Eliminación de humedad hasta el 1% del contenido o menos.Flujo requerido

358 Kg/h de aire a 150 °CDATOSMarca

DRYCHEM.Material de construcción Acero inoxidable

EspecificacionesAspersor a 100 rpm, aire caliente acontracorriente a 150 °C,

DimensionesDiámetro: 1490 mm Volumen: 10 m3

Altura: 660 mm

ESQUEMA Equipo Paquete


JJMARevisóCPPC

Fecha30/JULIO/02

Descripción AprobóACR


Fermentaciones Químicas de México S.A. de C.V. Capítulo 10Parque Industrial Toluca 2000 Carretera Toluca-Naucalpan Km. 52.8 Edo. de Mex. Servicios

138

Requerimientos de agua

Agua de servicio (Baños y regaderas)

Personal Consumo/persona

(m3/día) Consumo (m3/día)Consumo(m3/mes)

Consumo(m3/año)

Planta 24 0.26 6.24 137.28 1647.36Oficinas 10 0.03 0.3 6.6 79.2Total 34 0.29 6.54 143.88 1726.56

El consumo de agua para servicios en planta y oficinas fue calculado tomando en cuenta lareferencia de Metdcalf & Hedí, el cual indica que el consumo de agua por persona en elárea de producción es de 0.2648 m3/día y para personal de oficina y administrativos es de0.38m3/día

Agua de proceso.

Consumom3/lote

Consumom3/semana

Consumom3/mes

Consumom3/año

Enfriamiento 34 68 295 3536Caldera 2 4 17 208Lavado de equipos 4 8 35 416Fermetadores 10.3 21 89 1071.2 Totales 50 101 436 5231.2

El consumo de agua para el proceso, específicamente para calderas, fermentadores yenfriamiento, así como el lavado de equipos, se calculó tomando en cuenta el consumonecesario requerido durante la elaboración del producto, por cada lote.

El agua del lavado es para la limpieza del equipo después de cada operación unitaria encada uno de los equipos, con detergentes especiales y enjuagado con aspersores a latapresión con requerimientos mínimos de agua para realizar estas operaciones.

Consumo total de agua.

Consumo

(m3/semana)Consumo(m3/mes) Consumo (m3/año)

Agua de servicios 32.7 719.4 8632.8Agua de procesos 101 436 5231.2Total 133 1155 13864


139

Requerimientos de energía eléctrica.

Energía de iluminación.

Área a iluminar(m2)

Wattsrequeridos

KWrequeridos

Uso diario(h) KW*h/día KW*h/mes KW*h/año

Área deproceso 2,100 5,385 5 24 129 2,843 34,117

Oficinas 633 1,623 2 15 24 536 6,427Patios y

accesorios 1,490 3,821 4 12 46 1,009 12,103

Totales 4,223 10,828 11 51 199 4,387 52,648

El consumo de energía para la iluminación se calculó considerando la relación de 20 W porcada 8m2 con lámparas ahorradoras de energía.

Energía de equipos:

EquipoHoras

operaciónConsumopor uni

Número Diario HP Watts KW KW-h/mes KW*h/añoFermentador

semilla 1 6.8 7.5 5595 6 1148 13774

Fermentadorproducción 1 10.3 15 11190 11 3443 41321

Filtro 1 0.6 5 3730 4 64 765

Tanque recupác glucónico 1 3.4 5 3730 4 383 4591

Tanque deformaciónglucónico

1 3.4 5 3730 4 383 4591

Evaporador 1 2.6 2 1492 1 115 1377Cristalizador 1 3.4 5 3730 4 383 4591Centrífuga 1 1.7 10 7460 7 383 4591

Secador 1 1.7 5 3730 4 191 2296Bombas 10 1.4 0.75 5595 6 239 2870

Otros 49,982 6731Total 60.25 49,982 50 6731 80768


140

Consumo de energía total.

KW*h/día KW*h/mes KW*h/añoIluminación 199 4,387 52,648Equipos 306 6,731 80,768Total 505 11,118 133,416

Para conocer los requerimientos de energía en términos de KW y KVA se hace laconversión 11 Kw de iluminación + 50 Kw de equipos = 61 Kw = 61 KVA por lo que secontrata el servicio correspondiente a media tensión.

Requerimientos de gas natural.

m3/lote m3/día m3/mes m3/añoCaldera 1029 205.8 8918 107016Quemador 4.1 0.82 7.11 85.28Total 1033.1 206.62 8925.10 107101.28

Requerimientos de vapor.

Vapor (Kg/lote) Vapor (Kg/día) Vapor (Kg/mes) Vapor (Kg/año)Esterilización 11,860 2,371.95 52,182.86 626,194.27Evaporador 2927.1 585.4201447 12879.24318 154550.9182Totales 14,787 2,957.37 65,062.10 780,745.19

Se utilizó vapor saturado a 121°C para cada caso, turnándose el suministro de vapor a losdiferentes dispositivos que no se empalman en sus horarios de funcionamiento.

Consumos totales.

Lote Día Mes AñoAgua (m3) 66.5 26.6 1,155 13,864Luz (Kw*h) 50 505 11,118 133,416Gas natural (m3) 1,033 206 8,925 107,101Vapor (Kg) 14,787 2,957 65,062 780,745

TRATAMIENTODE

AGUASRESIDUALES

Fermentaciones Químicas de México S.A. de C.V. Capítulo 11Parque Industrial Toluca 2000 Carretera Toluca-Naucalpan, Km. 52.8 Edo. Mex Aguas Residuales

144

11. Variables a considerar para la selección de un proceso de tratamiento de aguasresiduales en países en vías de desarrollo.

La caracterización de las aguas residuales, consiste en determinar, mediante una serie depruebas de laboratorio, la concentración de los elementos o compuestos químicos ybiológicos que estén presentes en muestras representativas. El número y tipo de compuestospor determinar es función del origen de la descarga y de su sitio de disposición final, quees tomado como base para fijar las condiciones particulares de descarga. Es frecuente queen la práctica no se disponga de muestras de aguas residuales para ser caracterizadas,debido principalmente a que muchos de los sistemas de tratamiento se proyectan en formaconjunta con los centros urbanos, turísticos o industriales que las generarán. En talescircunstancias, resulta de utilidad la información referente a la caracterización de descargasque se generen en sitios o instalaciones semejantes.

Una vez caracterizada el agua residual, resulta necesario definir su rehuso o disposiciónfinal así como los requerimientos necesarios para cumplir con la normatividad, con elobjeto de determinar los constituyentes que deben ser removidos y la calidad del aguatratada a la que se debe llegar.

Selección del proceso

Se deben describir las características más generales de los procesos convencionales para eltratamiento de aguas residuales. En el caso del tratamiento de un agua residual doméstica,son aplicables la mayoría de los procesos químicos, físicos y biológicos. Para la selecciónde un proceso se necesita determinar las características del agua residual, así por ejemplo,para el tratamiento de aguas residuales con altas concentraciones de materia orgánica(mayores de 5000 mg/L de DQOt) no involucrar la digestión anaerobia, no eseconómicamente viable.

Tratamiento Preliminar

Tiene por objeto eliminar los sólidos de tamaño considerable como piedras, papeles,plásticos, madera, lodos. Se efectúa por medio de desarenador. Los sólidos grandes que nose han quedado detenidos por medio de rejillas, se sedimentan por medio de arenas y lodos.

Tratamiento Primario

Consiste en la separación de los sólidos suspendidos más pesados que el agua. Se realizaen tanques circulares o rectangulares, existen tres formas de hacerlo:

Sedimentación

Se separan las impurezas aprovechando la fuerza de gravedad y la coalescencia natural delas partículas


145

Coagulación

Se agregan sustancias que induzcan y aceleren la coalescencia y sedimentación de laspartículas sólidas, sustancias coloidales y macromoléculas.

Floculación

Cuando se agita el agua mecánicamente se forman agregados o se aumenta la coalescenciade partículas.

Precipitación química

Se agregan sustancias como CaCO3 , Na2SO4 o AlPO4 para eliminar impurezas disueltas enel agua.

Tratamiento Secundario

Elimina la materia orgánica disuelta en el agua, se pueden emplear métodos químicos obiológicos. La precipitación química se hace con Fe2SO4, Al2(SO4)3 que forman un lodoque se sedimenta, es muy costosa.

La oxidación biológica es el método preferido que consiste en la oxidación de la materiaorgánica por medio de microorganismos. Existen tres métodos para efectuar la oxidaciónbiológica.

a) Lagunas de oxidación, estabilización o aeración

Son poco profundas para que el volumen reciba la energía solar. El tiempo de retención esde varias semanas, suficientes para que se forme un cultivo mixto de algas y bacterias.

b) Filtros biológicos

Consisten en lechos de piedras o de algún otro material poroso sobre los cuales crece unapelícula de microorganismos que se adhiere al soporte. Se va adicionando el agua en formacontinua. Se tiene poca resistencia a la transferencia a la masa y no necesita airearse. Eltiempo de retención varía de acuerdo al filtro. El efluente contiene poca materia orgánicapero una alta concentración de sólidos suspendidos ya que se va desprendiendo la películade microorganismos.

c) Lodos activadosLos microorganismos se encuentran formando partículas floculantes en el tanque agitado, alcual se le añade agua y oxígeno mecánicamente. Posteriormente, se pasa a un tanque


146

clarificador donde se le quitan los sólidos suspendidos. La parte de sólidos suspendidosque se recirculan son microorganismos vivos.

Tratamiento Terciario

Implica la purificación del agua para volverla usar nuevamente. El tratamiento seselecciona de acuerdo con el uso a que se destine el agua.

Cuando se va a utilizar el agua para el enfriamiento o el transporte de materiales no se le daningún pretratamiento, pero si desea utilizarla para generar vapor o lavar a presión, esnecesario ablandarla y desoxigenarla. Para poder recircular agua en la industria alimentariay en la del papel es necesario desinfectarla y desmineralizarla.


147

11.1. Definición de los efluentes a tratar.

El balance de agua alrededor de la planta, muestra la cantidad de agua que esta entrando, ypor lo tanto el agua que esta saliendo como efluente. El volumen de efluente se estimo através del balance de masa que se baso en medir el punto de entrada y estimar el agua quesale de la planta debido a los siguientes procesos:

• Agua de proceso.• Lavado de equipo.

11.2. Principales corrientes de desecho en el proceso.

Aguas residuales.

La cual procede del la fermentación, de las cristalizadores, centrifugas y todo los equiposque participan en el proceso, el flujo es de 1.8 m3/ día, a si mismo la limpieza de losequipos produce un flujo de 1.6 m3/ día. El cual será propiamente las aguas residuales denuestra empresa, por lo que el flujo de aguas residuales será de 3.4 m3 / día.

11.3. Selección del sistema de tratamiento de aguas residuales.

El efluente de FERQUIM S.A. de C.V., debido a la carga orgánica que se espera tratar, sedebe recurrir a un método biológico, debido a su eficacia y economía, es por eso que seevaluaran los métodos existentes en una matriz de ponderación cualitativa, por un reactorUASB, Lecho fluidificado, filtro percolador y filtro anaerobio.

Criterios Ponderación UASB Filtro anaerobio Lecho FluidificadoCostos de inversión 30 4 120 3 90 3 90

Operación y mantenimiento 20 3 60 3 60 2 40Costos de operación 15 3 45 3 45 2 30

Eficiencia 15 5 75 4 60 5 75Área utilizada 10 4 40 4 40 5 50Complejidad 10 3 30 3 30 2 20

Total 100 370 325 305Tabla 11.3.- Matriz de selección del equipo anaerobio

Escala: 1 muy malo, 2 malo, 3 regular, 4 bueno, 5 muy bueno.

Con base a los resultados de la matriz de ponderación, se optará por el reactor de lecho delodos con flujo ascendente (UASB), por su bajo costo y su alta eficiencia en la remoción dela carga orgánica, para así mejorar la calidad del agua y cumplir con la norma NOM-003-ECOL-1997, además se requerirá un tratamiento posterior para tener una agua con menorcontenido de contaminantes y poder reutilizar el agua, por lo cual se propone un reactoraerobio, con agitación y aireación para poder lograr el objetivo de nuestra empresa.


148

11.4. Caracterización de las aguas residuales

Q1(m3/ dia)DQO1(mg/L)

Agua de proceso

Agua de lavado Q2(m3/dia) DQO2(mg/L)

INFLUENTEQ4(m3/dia)DQO3(mg/L)

BALANCEE = S

DQO1*QI + DQO2*Q2 = DQO3*Q3 DQO3 = (DQO1*QI + DQO2*Q2) / Q3

Donde DQO2=0.05DQO1

La demanda química de oxígeno DQO de 1 mg. de dextrosa es calculada por:

OHCOOOHC 2226126 666 +→+

Lmg /066.1180192

=

de oxígeno requerido por cada miligramo de glucosa.

La demanda química de oxígeno DQO de 1 mg. de gluconato de calcio es calculada por:

CaOHCOOOHCaCOHC ++→+ 222796796 912219

Lmg /706.0430

32*5.9=

de oxígeno requerido por cada miligramo de gluconato de calcio.


149

Como:Q1 = 2.3 m3/díaQ2 = 1.1 m3/día, lavado de equipo y pisos de área de proceso.Q3 = 3.4 m3/díaDQO1 = 3936.55 mg DQO /LDQO2 = 196 mg DQO /L, como es el lavado de equipos y pisos, se consideró 5% del DQO1DQO3 = 2726 mg DQO/L, calculado con el balance de masa, arriba mencionado.


150

11.4.1 Cálculos para la caracterización de las aguas residuales de FERQUIM S.A. deC.V. para obtener la medición teórica del DQO.

Conmposición de AguasEquipo 4 Obtención de Gluconato de Calcio por

f ióComposición de el agua de proceso que sale por subloted d ió

Composició

%Gluconato

l bl2682 gr 0.013874 1.3

Sulfato dedi

16704 gr 0.086390 8.6Glucosa

id l1404 gr 0.007264 0.7

H2O

1722984

gr 0.891095 89.11Sale 151 gr 0.00078

480.08CaCO

31142

gr 0.00059066

0.06193355

Cantidad por lote completo ded ió Composici

ó%

Gluconatol bl

8048 gr 0.013874 1.3Sulfato de

di50112 gr 0.086390 8.6

Glucosaid l

4213 gr 0.007264 0.7H2O

516895gr 0.891095 89.1Sale 455

2gr 0.00078

480.08CaCO

33426

gr 0.00059066

0.06580067

2Cantidad de agua que sale de procesodos lote por

Composició

%Gluconato

l bl16096 gr 0.013874 1.3 311

4mg/L*dí

Sulfato dedi

100224gr 0.086390 8.6Glucosa

id l8427 gr 0.007264 0.7 163

0mg/L*dí

H2O

103379 gr 0.891095 89.1 10337.90 Litros deSale 910 gr 0.00078 0.0

CaCO3

6852

gr 0.00059066

0.06116013

4311601.3kg de agua de proceso con sales por

Sumando los gastos y considerando densidad de 1000 kg /m3 parat ti d 0

Dextros 1.06 mgDQO/L

1737.999GluconatoCa

0.70 mgDQO/L

2198.549DQO 3936.5


151

11.5. Diseño de la rejilla

En la utilización de la rejilla se propone una altura de 0.21 metros con una distancia entrebarrotes de 0.05 m, y con un ángulo de 45º para poderle dar mantenimiento (limpieza).

45 grados 45 grados

v(m/s)

L

hHw

Cl l

Area = F/VrejillaClaro= Cll = anc ho de barra

F/V= A= W* HwL minimo 1mW= ancho de canalHw= 15 cm

Figura 11.5. Rejillas de la planta de tratamiento de aguas residuales

V = 1 m/sCl = 4.2 cm.F / Vs = A = 0.27 m2

L = 1 metro.

Por lo que obtenemos con 4 barras:Barras acostadas = 21.4 cm.W = 1.8 mHw = 15 cm.


152

11.6. DISEÑO DEL SEDIMENTADOR

Área = F / V sedDiámetro = raíz (4*A/л)Volumen = área * alturaTHR = V / F

Tratamiento primario:

Se tiene un sedimentador que remueve el 80% de las partículas.Se supone de una altura de 2 m.Su volumen viene dado por V = F / A.Flujo 3.4 m3 / día.Flujo DQO Total = 2726 mg DQO/L.SS = 1000 mg / LVelocidad de sedimentación se supone de VS 80% = 0.05 m/h.Área de sedimentador = 2.82 m2

Diámetro = 1.9 mVolumen = 5.66 m3

Tiempo = 40 h

El recomendado es top =2 -3 h, por lo cual se agregan floculantes y se supone:

Vs = 0.2m/hÁrea de sedimentador = 0.70 m2


Tiempo = 10 h

CÁLCULO FINAL DE SEDIMENTADORSe supone otra Vs = 0.8 m /sÁrea de sedimentador = 4.25 m2


Tiempo = 2.5 hTabla 11.6 Cálculo final del tratamiento primario


153

11.6.1. Cálculos para el tratamiento primario con un sedimentador.

Es un sedimentador el cual remueve el 80% de las particulas supongo 2m de alturaSu volumen viene dado por V=F/A

Flujo 0.1416 m3/h Vs= 0.05 m/s

DQO 2726 mg/h Altura 2 m

SS 1000 mg/L

Tratamiento primario Vs=0.05m/h DQO 0.002726 kg/L

Área 2.832 m2

Díametro 1.90 m

Volumén 5.664 m3

Tiempo = V/F 40 h=dos dias

El recomendado es top=2-3 h, por lo cual se agregan floculantes y se supone Vs=0.2m/h Vs= 0.2 m/s

Área 0.708 m2

Díametro 0.95 m

Volumén 1.416 m3

Tiempo = V/F 10 h

Se supone otra Vs Se supone una altura 2 M Vs= 0.8 m/s

Área 0.18 m2

Díametro 0.47 m

Volumén 0.4 m3

Tiempo = V/F 2.50 h


154

11.7. Diseño del reactor UASB.

Para efectos de diseño de nuestra planta de tratamiento nos basaremos en los datos queanteriormente se calcularon con las siguientes características:

Remoción de sólidos aproximadamente del 85%.Agua procedente del proceso 3936.5 mg DQO/L.Agua del lavado de equipo 196.8 mg DQO/L.Flujo DQO Total = 2726 mg DQO/L.Flujo 3.4 m3 / día.Temperatura 25 º C.

El efluente total es la suma de toda el agua que entra al la planta para el proceso y el aguade lavado de equipos y áreas de trabajo y se calculo con un balance de masa como semenciona anteriormente.

11.7.1 Calculo del volumen del reactor UASB.

UASB

Con una remoción del 85% del reactor UASB.DQO = 2726 mg /LFlujo = 0.1416 m3/hCarga orgánica = 9.4 Kg /díaSuponemos:X = 20 Kg / m3

K = 0.4 Kg DQO / Kg*día

Carga orgánica volumétricaBv = KX = 8 Kg DQO / m3*día

Fijamos una altura de: 2 mÁrea = 0.6 m2

Ancho = 2 mVolumen = 1.2 m3

Carga orgánica (C. O.)=F *DQO (Kg / día)X=20 kg/m3K=0.4 kg DQO/ kg*X*dìaCarga orgánica volumétricaBv = KX =8 Kg. DQO/m3*díaV = C O/ Bv (m3)THR = V/FPara el reactor UASB se fija una altura (m)Área =V/ AlturaLongitud = Ancho = raíz (área)Volumen del UASB = Altura *longitud*anchoVelocidad ascendente = F/Área


155

Velocidad ascendente = 0.035 m /díaTRH = 8 horasA la salida de del reactor UASB se tiene que el DQO = 408.5 mg /L


156

11.7.2 Cálculos para un reactor UASB, para el tratamiento de las aguas residuales.

Tratamieto biológico, por medio de un fermentador UASB Sólidos S. 200 mg/L

DQO 2726 mg/L DQO 2.73 kg/diaFlujo 0.1416 m3/h

Variables de diseñoCarga org. 9.3 Kg/día

Biomasa 20 kg/m3K 0.4 kgDQO/kg*dia

¿Cuánto puede soportatr de carga orgánica? Bv=KX= 8 kg DQO/kg*d

V=CO/Bv 1.2 m3

Tiempo = V/F 8 h

Se fija una alturaAltura 2 mÁrea = Vol / AlturaÁrea = 0.6 m2Ancho 2 m

Velocidad Ascendente = flujo/areaVel. asc. 0.04 m/dia

0.0015 m/h

A la salida del reactor UASB tenemos 408.9 mg/L

0.0004089 kg/L


157

11.8. Calculo del tanque aerobio.

Entran 408.5 mg/L de DQO al reactor aerobioCarga Orgánica = 1.39 Kg / díaX = 12 g /LBv = 4.8 kg DQO / m3 díaV = 0.3 m3

Se espera que el DQO de salida del reactor aerobio sea DQOsal = 50 mgDQO /L con:

Tiempo = 2 hQ/V = VVM > VKLa (C*-C)= 0.0024 Kg O2/ min. = 0.053 m3 O2 (STP)/min.m3 de aire = 0.3 m3/ min.

C Orgánica = F * DQO (UASB)X = KLa(C*- C)/qo2

Bv = K*X, K = 0.4 Kg DQO / Kg*dïaV = CO / BvEficiencia DQO = 50 mg / LTHR = V /FVVM = VKLa*(C*-C)


158

11.8.1. Cálculos para el reactor de tratamiento de aguas residuales en un reactoraerobio.

ENTRA 408.5 mg/L de DQO al reactor Sale 50 mg/L del reactor aerobioCoaer=F*408.5mg/L

Coaer= 1.39 kg/dia

kla= 100 h-1 C*= 8 mg/L C= 3 mg/L qO2= 1 kg O2/kgX*dia X= 12 g/L R= 0.4 kgDQO/kgX*dia Bv=RX= 4.8 kgDQO/m3*día V=CO/Bv= 0.288864 m3

t=V/F= 2.04 h

Q/V=VVM>VkLa(C*-C)= 0.00241 kg O2/min0.05322319 m3 O2(STP)/MIN

m3 DE AIRE 0.3 m3/MIN


159

11.9. Desinfección de efluente con cloro.

La desinfección se refiere a la destrucción selectiva de los organismos patógenos. Losagentes oxidantes, tales como el cloro, alteran el arreglo químico de las enzimasmicrobianas, desactivándolas, Los desinfectantes más comunes son los productos químicosoxidantes, de los cuales el cloro es el más universalmente usado, aunque también se hautilizado para la desinfección del agua residual, el bromo y el yodo.

Los compuestos de cloro más comúnmente utilizados en las plantas de tratamiento de aguasresiduales son el cloro gas (Cl2), el hipoclorito sódico (Na(OCl), el hipoclorito de calcio(Ca(OCl)2, y el dióxido de cloro(ClO2). Los hipocloritos de sódico y cálcico se suelenemplear en plantas de tratamiento pequeñas especialmente en las prefabricadas, en las queen la simplicidad y seguridad son criterios de mayor peso que el costo.

Cuando se utiliza el cloro para la desinfección del agua residual, los principales parámetrosmedibles, además de las variables ambientales tales como el pH o a la temperatura, son elnumero de organismos y el cloro residual remanente después de un periodo de tiempodeterminado.

Para desinfectar efluentes de plantas de tratamiento de lodos activados se recomienda usardosis de cloro de 2 - 8 mg/L de agua tratada. Considerando una temperatura ambiente de 21°C a 2.4 atm de presión de salida el flujo máximo de un cilindro de 68 Kg es de 0.79 Kg/h,el cloro disuelto en el agua rápidamente forma una mezcla de ácido hipocloroso (HOCI) yácido hidroclórico (HCl).

11.9.1 Cloración

Una vez que han sido tratados los efluentes en el reactor aerobio, el agua tratada es llevadaa un equipo de contacto con cloro para su desinfección. Ésta será reutilizada para riego deáreas verdes de la planta de FERQUIM S. A. de C. V.

TANQUE DE CLOROEFLUENTE A TRATAR

AGUA RESIDUAL CLORADA


160

Dt = Tiempo de detención de cloro = hQ = Flujo del agua residual tratada = m3 / hV = volumen de la cámara de contacto = m3

11.9.2. Cálculo de diseño:

Concentración de cloro

Para desinfectar efluentes de plantas de tratamiento de lodos activados se recomienda usardosis de cloro de 2 - 8 mg/L de agua tratada.

Tiempo de detenciónEl tiempo de detención de cloro se recomienda en el rango de 30 a 60 min.

Dt = V / QProponemos un tiempo de detención de 45 min. = 0.75 h

VolumenV = Dt * Q = 0.75h * 0.1416 m3 / h = 0.1062 m3

El volumen permite calcular las dimensiones de la cámara de cloración con las siguientesdimensiones:Fijando H = 0.6 mA = V / H = 0.177m2

Parámetros principales del equipo de cloración para desinfección del agua residual tratada:

Características de laCámara de cloraciónDosis de cloro al efluente de agua tratada Cloro de 2 - 8 mg. / L de agua tratada.

Q 3.4 m3/dDt 45 min.

V de la cámara de cloración 0.1062 m3

LAH

L = 0.6 mAncho = 0.6 m

H = 0. 6mTabla 11.9.2 Características de la cámara de refrigeración.

Salida del agua tratada, que será utilizada para áreas verdes.

Composteo de lodos: Elaborar biofertilizante a partir de los lodos del tratamiento del aguaresidual al 60% de humedad y aplicarlo a jardinería.


161

11.10. COSTOS DE INVERSIÓN DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO

En la estimación del costo de una planta de tratamiento se deben considerar los factoresreferentes al funcionamiento de la planta, que se debe obtener para hacer producir lacapacidad instalada. Se estiman por vigencias anuales de acuerdo a las proyecciones deproducción que se establezcan:

Materiales y materias primas Combustibles Mantenimiento Depreciación Imprevistos

Para determinar el precio de la planta tomamos como referencia la aireación extendida conun costo de $696,892 y un caudal de 0.14 L/s, reportado en 1992, por lo que n =10

Fórmula para determinar un valor futuro dado un valor presente

F = P*(1 + i)n

DondeF = Valor futuroP = Valor presenteI = Tasa de Interésn = período

Tasa de interés del 19.8%F2002 = $4, 243, 592.00 = 4.2 mdpCaudal de la empresa FERQUIM S.A. de C.V. es de 0.039L / s

Fórmula para determinar la inversión fijaIFB = ((IFR*CB)/CR)m

Donde:IFB = Inversión fija a la capacidad requeridaIFR = Inversión fija de referenciaCB = Capacidad de la plantaCR = Capacidad de referencia

IFR = $CR = 12.1 m3/díaCB = 3.4 m3/día

m = 0.3-0.5 (instalaciones pequeñas) 0.6-0.7 (instalaciones medianas) 0.8-0.95 (instalaciones grandes)


162

Tomando 0.6, instalaciones medianas:

COSTOS mdpIFB 1.1

Imprevistos 0.2Total 1.3

Tabla 11.10. Costos de la planta de tratamiento de aguas residuales

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