INGENIERIA INDUSTRIAL

OPERACIÓN Y PROCESOS UNITARIOS

“PROCESOS EN LA ELABORACION DE MOSTO DE CERVEZA”

Profesor: Ing. Carlos Rodríguez Avalos

Ciclo: VI

Integrantes: Jean Bernaola Castañeda

Darwin Anchante Franco

Omer Renato Díaz Muñoz

Yumer Keni Rodríguez Salazar

Héctor Bustamante Aquino

Los Olivos, agosto de 2014

Operaciones y Procesos unitarios

Contenido

1. Antecedentes de la empresa..........................................................3

2. Giro del negocio..............................................................................4

3. Principales productos......................................................................6

4. Materias primas de la cerveza........................................................6

5. Proceso productivo de la cerveza..................................................8

6. Diagrama del proceso de cerveza................................................10

7. Objetivos.......................................................................................10

8. Flujo de cocimiento del mosto......................................................11

9. Planteamiento del problema.........................................................12

10. Solución al problema...................................................................12

6. Conclusiones y recomendaciones.................................................18

7. Bibliografía....................................................................................18

1. Antecedentes de la empresa

1. Reseña histórica

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Operaciones y Procesos unitarios

1879: Se fundan como una fábrica de hielo en el tradicional distrito del Rímac, la

cual, se convierte en 1879 en Backus & Johnston Brewery Ltd. En 1890 traspasaron

la firma a una sociedad conformada en Londres.

1954: Backus & Johnston Brewery Ltd. es adquirida por empresarios peruanos,

liderados por Don Ricardo Bentín Mujica, quienes la convierten en la Cervecería

Backus & Johnston S.A.

1993: Se inaugura Planta de Ate. Esta importante inversión permitió contar con la

capacidad instalada necesaria para la expansión del mercado cervecero,

convirtiéndose en una de las más modernas de América.

1994: Se adquiere el 62% de las acciones comunes de la Compañía Nacional de

Cerveza S.A.(CNC), su principal competidor por más de un siglo, además de

ingresar al mercado de aguas y gaseosas del país.

1996: Los accionistas de Cervecería Backus y Johnston S.A., Compañía Nacional de

Cerveza S.A., Cervecería del Norte S.A. y Sociedad Cervecera de Trujillo S.A.

deciden fusionar las empresas mediante la incorporación de todas ellas en

Backus la que modifica su denominación creando a Unión de Cervecerías Peruanas

Backus y Johnston S.A.A., la empresa cervecera más importante del Perú.

2000: Se adquiere Compañía Cervecera del Sur del Perú S.A. (Cervesur) y pasa a

ser parte del Grupo Backus, con el objetivo de consolidar una compañía capaz de

competir efectivamente en un entorno globalizado.

2002: El Grupo Bavaria ingresa al accionariado de Backus, y pasa a ser parte de

una importante transnacional americana. Se inicia un proceso de la desinversión

en sectores que no constituye el “core business” con la finalidad de consolidar el

negocio cervecero y de bebidas, con miras a una mayor competitividad.

2005: Fusión del Grupo Empresarial Bavaria y SABMiller plc, empresa sudafricana,

con sede en Londres; Backus pasa a formar parte del segundo grupo cervecero a

nivel mundial, con presencia en más de 60 países y con un portafolio de más de

170 marcas.

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Fig. 1 Ciclo de vida de Backus

2. Giro del negocioLa actividad económica principal de la empresa es la elaboración, envasado,

distribución, venta de cervezas y toda clase de actividad con bebidas malteadas,

gaseosas y aguas.

Sus operaciones son de alcance nacional e internacional, a través de la

exportación de una de sus principales marcas: Cusqueña a mercados como Reino

Unido, Estados Unidos, España y Chile.

Para ella cuenta con cinco plantas de producción en todo el Perú, ubicadas

estratégicamente:

Planta Ate: Ubicada en el distrito de

Ate, ciudad de Lima. Es la principal

planta de producción de la empresa.

Tiene una capacidad de producción

de cinco millones de hectolitros al

año.Fig. 2 Lima

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Planta Motupe: Ubicada en el distrito

de Motupe, cerca de la ciudad

de Chiclayo. Tiene una capacidad de

producción de un millón seiscientos

mil hectolitros al año.

Planta Arequipa: Ubicada en

el distrito de Sachaca, en la ciudad

de Arequipa. Tiene una capacidad de

producción de un millón seiscientos

hectolitros al año

Planta Cusco: Ubicada en la ciudad

del Cusco. Tiene una capacidad de

producción de seiscientos mil

hectolitros al año.

Planta Pucallpa: Ubicada en la

ciudad de Pucallpa. Tiene una

capacidad de producción de

seiscientos mil hectolitros al año.

.

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3. Principales productos Cervezas

Otras bebidas no alcohólicas

4. Materias primas de la cervezaLa cerveza es un producto elaborado con materias primas 100% naturales. Sus

principales componentes son: agua potable, malta, lúpulo, adjuntos cerveceros y

levadura.

Agua: El agua requiere de un tratamiento especial para cada cerveza

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Malta: La Malta es la materia encargada de proporcionarle el cuerpo a la

cerveza. Surge de procesar la cebada, las cuales sometida a un proceso

especial conocido como malteo.

Lúpulo: Es la materia prima encargada de aportar la sensación de amargo y

los aromas y sabores florales, cítricos y herbales que pueden encontrarse en

la cerveza.

Levadura: Son microorganismos vivos que sirven para fermentar la cebada.

Adjuntos cerveceros: Son los ingredientes finales que complementan la

elaboración de la cerveza: Maíz, Arroz, Trigo, etc.

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Operaciones y Procesos unitarios

5. Proceso productivo de la cervezaI Cocimiento.- Todo proceso de elaboración empieza con la receta.

El cocimiento inicia mezclando el agua con la malta, luego se añade el lúpulo

y los adjuntos cerveceros.

Este proceso tiene una duración de 8 horas aproximadamente.

II Fermentación y maduración

La fermentación es la parte del proceso donde se añade la levadura, que es

imprescindible para lograr nuestra obra de ciencia y arte.

Cerveza tipo lager, se fermentan a temperaturas de 8°C- 12°C y tienden a

ser menos oscuras que las cerveza tipo ale, como todos los productos de

Backus

Cerveza tipo ale, se fermentan de 15°C-25°C y varían considerablemente en

amargo, color y acidez.

La maduración es conocida como reposo o segunda fermentación de la cerveza.

La principal función de la fermentación es permitir que la cerveza se sature

de CO2; en este paso, además, se clarifica la cerveza y afina el gusto.

El tiempo que permanece la cerveza es de 3 a 10 días y la temperatura que

debe alcanzar en los últimos 3 días deberá ser menor a 0°C.

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III Filtración.- Finalizando las etapas anteriores, la cerveza posee las

propiedades requeridas para su consumo; no obstante, para lograr la

brillantez característica de nuestros productos es importante la filtración.

La última clarificación se hace por medio de la filtración, esta es la etapa en

que se eliminan pequeñas cantidades de levadura y las partículas restantes.

IV Envasado.- La planta de Ate cuenta:

4 líneas de cerveza en botella (retornable y no retornable)

1 línea de cerveza en envase de aluminio

1 línea de chopp.

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6. Diagrama del proceso de cerveza

7. Objetivos

a) Objetivos Generales.-

Hacer el análisis del proceso de producción de mosto de cerveza y

determinar la perdida de energía para hacer una propuesta de mejora y

reducir costos.

b) Objetivos Específicos.-

Hacer el balance de masa

Determinar la concentración de sólidos en cada sub proceso

Determinar la perdida de energía del proceso

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8. Flujo de cocimiento del mosto

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Operaciones y Procesos unitarios

9. Planteamiento del problema.Lo que se busca es analizar proceso de elaboración de mosto de cerveza, para ello

resolveremos hallando los balances de masa, las concentraciones de sólidos y los

balances de energías que se da en cada proceso.

10. Solución al problemai. Proceso 1

Balance de masas:

I=S

Agua+Maiz+Vapor=M 1

14000+6500+400=M 1

M 1=20900Kg /h=20.9Tn/h

Balance de solidos:

Agua∗C s Agua+Maiz∗C s Maiz+Vapor∗C sVapor=M 1∗C s M 1

6500∗0.35=20900C s M 1

C sM 1=0.109=11%

Balance de energía:

∑M I∗C eI∗△ T I=∑M S∗C eS∗△T S

1400Kgh

∗1 KcalKg∗° C

∗(62−25 ) °C+400 Kgh

∗0.48 KcalKg∗°C

(104−25 )° C+6500 Kgh

∗1 KcalKg∗°C

(25−25 )° C=20900 Kgh

∗CM 1 (62−75 )° C

C eM 1=0.71Kcal /Kg°C

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Operaciones y Procesos unitarios

Calculando la pérdida del calor:

Q=∑E I−∑ES

Q=∑M I∗C e∗¿△ T I−∑M s∗Ce∗¿ △Ts¿¿

Q1=6500Kg∗1KcalKg°C

∗(25−25 )° C+1400 Kgh

∗1 KcalKg °C

(62−25 )° C+400 Kgh

∗0.48 KcalKg °C

(104−25 ) °C−20900 Kgh

∗0.711 KcalKg°C

(62−75 ) °C

Q1=−15875Kcal .

ii. Proceso 2

Balance de masas:

I=S

Agua+Malta+Vapor=M !

42000+22100+400=M 1

M 1=64500Kg /h=64.5Tn/h

Balance de solidos:

Agua∗C s Agua+Malta∗C s Malta+Vapor∗C sVapor=M 2∗C sM 1

22100∗0.35=64500C s M 1

C sM 2=0.34=34%

Balance de energía:

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Operaciones y Procesos unitarios

∑M I∗C eI∗△ T I=∑M S∗C eS∗△T S

22100Kgh

∗1 KcalKg°C

∗(62−25 ) °C+400 Kgh

∗0.48 KcalKg°C

(104−25 )° C+42000 Kgh

∗1 KcalKg°C

(55−25 )° C=64500 Kgh

∗CeM 2 (55−75 ) °C

C eM 2=0.66Kcal /Kg°C

Calculando la pérdida del calor:

Q=∑E I−∑ES

Q=∑M I∗C e∗¿△ T I−∑M s∗Ce∗¿ △Ts¿¿

Q2=22100Kg∗1KcalKg°C

∗(25−25 )° C+42000 Kgh

∗1 KcalKg°C

(55−25 ) °C+400 Kgh

∗0.48 KcalKg°C

(104−25 )° C−64500 Kgh

∗0.66 KcalKg °C

(55−25 ) °C

Q2=−1932Kcal .

iii. Proceso 3

Balance de masa:

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Operaciones y Procesos unitarios

I=S

Agua+M 1+M 2=M 3+Deshecho

55000+64500+20900=M 3+500

M 3=134900Kg /h=134.9Tn /h

Balance de solidos :

Agua∗C s Agua+M 1∗C s M 1+M 2∗C sM 1+Vapor∗C sVapor=M 3∗C s M1+D

20900+64500∗0.35=135900C sM 1

C sM 2=0.18=18%

Balance de energía:

∑M I∗C eI∗△ T I=∑M S∗C eS∗△T S

20900Kgh

∗0.71 Kcalh

∗(62−25 )° C+64500 Kgh

∗0.66 Kcalh

(55−25 ) °C+50000 Kgh

∗1 Kcalh

(62−25 ) °C=135400 Kgh

∗C eM 3 (55−25 ) °C

C eM 3=0.90Kcal /Kg°C

Calculando la pérdida del calor:

Q=∑E I−∑ES

Q=∑M I∗C e∗¿△ T I−∑M s∗Ce∗¿ △Ts¿¿

Q2=64500Kg∗0.66KcalKg °C

∗(55−25 ) °C+20900 Kgh

∗0.71 KcalKg°C

(62−25 )° C+50000 Kgh

∗1 KcalKg °C

(62−25 )° C−134900 Kgh

∗0.90 KcalKg°C

(55−25 )° C

Q3=33843Kcal .

iv. Proceso 4

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Operaciones y Procesos unitarios

Balance de masa

I=S

M 3+Vapor+Agua=M 4

134900+400+106000=M 4

M 4=241300Kg /h=241.3Tn/h

Balance de solidos :

Agua∗C s Agua+M 1∗C s M 1+M 2∗C sM 1+Vapor∗C sVapor=M 4∗C sM 4

134900∗0.18=241300C s M 4

C sM 4=0.10=10%

Balance de energía:

∑M I∗C eI∗△ T I=∑M S∗C eS∗△T S

134900Kgh

∗0.90 Kcalh

∗(55−25 )° C+106000 Kgh

∗1 Kcalh

(62−25 )° C+400 Kgh

∗0.48 Kcalh

(104−25 ) °C=241300 Kgh

∗C eM 3 (100−25 ) °C

C eM 3=0.42Kcal/Kg°C

Calculando la pérdida del calor:

Q=∑E I−∑ES

Q=∑M I∗C e∗¿△ T I−∑M s∗Ce∗¿ △Ts¿¿

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Operaciones y Procesos unitarios

Q4=134900Kgh

∗0.90 KcalKg °C

∗(55−25 )° C+106000 Kgh

∗1 KcalKg °C

(62−25 )° C+400 Kgh

∗0.48 KcalKg °C

(104−25 ) °C−241300 Kgh

∗0.42 KcalKg °C

(100−25 ) °C

Q4=−21482Kcal .

Calculando la pérdida total en el sistema:

QT=∑Q

QT=Q1+Q2+Q3+Q4

QT=−15875kcal+(−1932Kcal )+33843Kcal+(¿−21482Kcal)

QT=−5446kcal

6. Conclusiones y recomendaciones

El presente trabajo, nos permitió aplicar lo aprendido en clases.

Este análisis no permito conocer los flujos másicos que son resultado de

cada uno de los procesos de elaboración del mosto.

Se halló los valores de la concentración de solido en los procesos.

Se llegó a determinar el balance energía de cada proceso.

Se halla la perdida de calor total en el proceso.

Mediante el cálculo de los datos encontrado se define que calor total que

pierde el sistema es equivalente a 5446 Kcal.

Se recomienda realizar mantenimiento, reparación y/o cambio de los

aislamiento que recubren todo el sistema para la elaboración de mosto.

7. Bibliografía

http://www.slideshare.net/jaarboleda0/visita-tncica-a-sabmiller

www.backus.com.pe

Termodinámica para Ingeniería Industrial /Raúl Paredes

Rosario/536.7PARE/T

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