universidad tecnolÓgica equinoccial campus arturo ruíz
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I
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
Campus Arturo Ruíz Mora Santo Domingo
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERIA
CARRERA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL
Tesis previa a la obtención del título de:
INGENIERO AGROINDUSTRIAL
OBTENCIÓN DE HARINA DE CÁSCARA DE PLÁTANO PARA ELABORAR
UNA DIETA ALIMENTICIA PARA POLLOS EN LA ETAPA DE ENGORDE
SANTO DOMINGO 2009
Estudiante:
JORGE ENRIQUE ULLAURI ORTEGA
Directora de Tesis
ING. ELSA BURBANO CLARK
Santo Domingo– Ecuador
Septiembre, 2011
II
OBTENCIÓN DE HARINA DE CÁSCARA DE PLÁTANO PARA ELABORAR
UNA DIETA ALIMENTICIA PARA POLLOS EN LA ETAPA DE ENGORDE
SANTO DOMINGO 2009
Ing. Elsa Burbano Clark ----------------------------------- DIRECTORA DE TESIS
APROBADO
Ing. Daniel Anzules ----------------------------------- PRESIDENTE DEL TRIBUNAL
Ing. Diana Buitrón ----------------------------------- MIEMBRO DEL TRIBUNAL
Ing. Wiston Morales ----------------------------------- MIEMBRO DEL TRIBUNAL
Santo Domingo………de………….……….del 2011.
III
Del contenido del presente trabajo se responsabiliza el autor.
…………………………….. Jorge Enrique Ullauri Ortega
Nombre : JORGE ENRIQUE ULLAURI ORTEGA
Institución : UNIVERSIDAD TECNÓLOGICA EQUINOCCIAL
Título de Tesis: OBTENCIÓN DE HARINA DE CÁSCARA DE
PLÁTANO PARA ELABORAR UNA DIETA
ALIMENTICIA PARA POLLOS EN LA ETAPA DE
ENGORDE SANTO DOMINGO 2009
Fecha : Septiembre del 2011
IV
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL Campus Arturo Ruiz Mora
Santo Domingo
ESCUELA DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL
INFORME DEL DIRECTOR DE TESIS
Santo Domingo,…….de……………………del 2011.
Ingeniero Daniel Anzules COORDINADOR DE LA ESCUELA DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL Presente
Mediante el presente, informo a usted. Que el señor Ullauri Ortega Jorge
Enrique, ha cumplido con los requisitos pertinentes para la elaboración del proyecto de
grado que lleva el título “OBTENCION DE HARINA DE CÁSCARA DE
PLATANO PARA ELABORAR UNA DIETA ALIMENTICIA PARA POLLOS
EN LA ETAPA DE ENGORDE EN SANTO DOMINGO 2009”, por lo tanto, la
tesis esta lista para ser entregada y publicada.
Particular que le comunico para los fines consiguientes.
Atentamente,
------------------------------------- Ing. Elsa Burbano Clark
DIRECTORA DE TESIS
V
AGRADECIMIENTO
Para estar donde estoy terminando una etapa importante en mi vida tengo que agradecer
a dios que me dio el ser de la vida, a mis padres que siempre creyeron en mí
y me apoyaron en los momentos difíciles de mi carrera.
También debo agradecer a mi única hermana que fue ella la que de alguna manera me
alentaba con frases como yo se que vas a lograrlo y pude culminar con esta etapa.
Agradezco a mi directora de tesis Ing. ELSA BURBANO por su tiempo y sus
conocimientos que me permitieron finalizar mi tema.
Agradezco también a esas personas que estuvieron apoyándome con su
dedicación, tiempo, esfuerzo desde que inicie la carrera hasta culminarla, pero si
me gustaría nombrar a dos más que personas en especial que los considero más que
amigos para mí ya que ellos estuvieron apoyándome moralmente en este tema y esas
personas son TITO MERCHAN y ROQUE LOOR.
Gracias
VI
DEDICATORIA
El esfuerzo y dedicación que se ha puesto para la realización de este trabajo
está encaminada a la superación como persona y a su vez sentirse satisfecho por
la culminación del mismo, por la misma razón dedico este trabajo a mis padres
que siempre creían en mí.
Fue ese aliento de esperanza de mi familia que me daba más fuerzas para terminar y
es por ese aliento de esfuerzo que estoy finalizando unas de tantas etapas de mi vida.
Atentamente
Jorge. E. Ullauri. O
VII
TABLA DE CONTENIDO
Portada I
Hoja de Sustentación y aprobación de los integrantes del tribunal II
Hoja de responsabilidad del autor III
Informe de aprobación del director del plan de titulación IV
Agradecimiento V
Dedicatoria VI
Tabla de Contenido VII
Resumen Ejecutivo XIII
Executive Summary XV
CAPÍTULO I
INTRODUCCIÓN
1.1 Antecedentes 17
1.1.1 Antecedentes históricos 17
1.1.2 Antecedentes científicos 18
1.1.3 Antecedentes prácticos 20
1.1.4 Importancia del estudio 21
1.1.5 Situación actual 21
1.2 Limitaciones del estudio 22
1.3 Alcance del trabajo 22
1.4 Objeto de estudio 22
1.5 Objetivos 22
1.5.1 General 22
1.6 Justificación 23
1.7 Hipótesis 23
1.7.1 Hipótesis alternativa 23
1.7.2 Hipótesis nula 24
VIII
CAPÍTULO II
MARCO DE REFERENCIA
2.1 El plátano 25
2.2 Alimentos balanceados 27
2.2.1 Características 27
2.2.2 Alimentos que pueden ser consumido por cada especie 28
2.2.3 Los nutrientes que aportan cada materia prima en especial 28
2.3 Las aves 29
2.3.1 Características 29
2.3.2 Etapa de engorde 31
2.4 Operaciones unitarias del proceso 32
2.4.1 El secado 32
2.4.2 Tipo de secadores: Cabinas, bandejas o comportamientos. 33
CAPÍTULO III
METODOLOGIA
3.1 Materiales equipos y reactivos 34
3.1.1 Materiales 34
3.1.2 Equipos 34
3.1.3 Materia prima 34
3.2 Aspectos metodológicos del equipo 34
3.2.1 Ubicación 34
3.3 Diseño de investigación 35
3.3.1 Investigación descriptiva 35
3.3.2 Investigación causal 35
3,4 Métodos de investigación 35
3.4.1 Método empírico de medición 35
IX
3.5 Diagrama de flujo de la elaboración de harina de cáscara de plátano 36
3.5.1 Recepción 36
3.5.2 Picado 36
3.5.3 Pesado 37
3.5.4 Secado 37
3.6 Determinación de la pérdida de humedad 38
3.7 Diseño estadístico de la prueba de la hipótesis 1 39
3.7.1 Resultado de los análisis realizados en la proteína 40
3.7.2 Resultado de los análisis realizados en los EENN 42
3.7.3 Resultado de los análisis realizados en la grasa 44
3.7.4 Resultado de los análisis realizados en la fibra 46
3.7.5 Resultado de los análisis realizados en la ceniza 48
3.8 Diagrama de flujo de la cría de pollos en la etapa de engorde 50
3.8.1 Recepción 51
3.8.2 Lotización 51
3.8.3 Alimentación 52
3.8.5 Faenado 56
3.9 Diseño estadístico de la prueba de la hipótesis 57
3.9.1 Resultado de los análisis de la ganancia de peso de los pollos 58
3.10 Balance de materia y energía 60
3.10.1 Balance de materia 60
3.10.1.1 Rendimiento del proceso 61
3.10.1.2 Balance de materia para la elaboración de dietas balanceadas 61
3.10.2 Curva de secado 64
3.10.3 Balance de energía en el secador a nivel de laboratorio 70
CAPÍTULO IV
DISEÑO DE LA PLANTA
4.1 Localización del Proyecto 82
4.1.1 Macro localización 82
X
4.1.2 Micro localización 82
4.1.3 Ubicación 82
4.1.4 Mano de Obra 83
4.1.5 Servicios Básicos 83
4.2 Aceptación del proyecto 83
4.2.1 Impacto Social 83
4.2.2 Impacto Ambiental 83
4.3 Diseño del Secador 83
4.4 Balance de materia en el secador a nivel piloto real 84
4.5 Balance de energía en el secador a nivel piloto real 86
4.6 Cálculo del requerimiento de energía de la planta 95
4.7 Costos del secador 96
4.8 Costos de secado 96
Plano 97
CAPÍTULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 Conclusiones 98
5.2 Recomendaciones 99
Bibliografía 100
XI
ÍNDICE DE GRÁFICOS
Gráfico 1 Esquema de un secador de bandejas 33
Gráfico 2 Pérdida de humedad en relación al tiempo 39
Gráfico 3 Curva de secado 68
Gráfico 4 Velocidad de secado vs tiempo 69
Gráfico 5 Área bajo la curva 70
Gráfico 6 Secador de laboratorio 70
ÍNDICE DE CUADROS
Cuadro 1 Parámetros bromatológicos 27
Cuadro 2 Composición de la cáscara de plátano en seco 37
Cuadro 3 Datos experimentales de la pérdida de humedad en tiempo 38
Cuadro 4 Niveles y tratamientos de la harina de plátano 39
Cuadro 5 Composición de la cáscara de plátano Proteína 40
Cuadro 6 Composición de la cáscara de plátano EENN 42
Cuadro 7 Composición de la cáscara de plátano Grasa 44
Cuadro 8 Composición de la cáscara de plátano Fibra 46
Cuadro 9 Composición de la cáscara de plátano Ceniza 48
Cuadro 10 Definición de las dietas balanceadas y distribución de los lotes 51
Cuadro 11 Análisis de los tratamientos a los pollos de engorde 51
Cuadro 12 Definición de la dietas balanceadas 57
Cuadro 13 Ganancia del peso vivo de los pollos en 7 días 58
Cuadro 14 Datos experimentales de la curva de secado 64
Cuadro 15 Pérdida de humedad (XT) 66
Cuadro 16 Contenido medio de humedad 67
Cuadro 17 Velocidad de secado 68
XII
ÍNDICE DE ANEXOS
Anexo1 Fotografías del Proyecto 104
Anexo2 Tablas y cuadros 109
Anexo3 Estudios realizados 110
XIII
RESUMEN EJECUTIVO
Este trabajo de investigación se enmarca en la aplicación de la cáscara del plátano cuyo
subproducto se desecha a los basureros, pudiendo ser utilizada mediantes técnicas y
formulaciones establecidas como un alimento balanceado para la crianza de pollos en la
etapa de engorde, ya que su composición química es asimilable.
Dentro del marco teórico se hace referencia que la cáscara del plátano es rica en
hidratos de carbono y fibra que lo hacen adecuado para la alimentación de pollos.
Se conoce que los alimentos balanceados son elaborados para animales y que deben
cumplir con ciertos requerimientos nutricionales que contribuyan a diversas etapas
como crecimiento y engorde.
La metodología empleada para la elaboración de este nuevo balanceado fue
determinar el tiempo (5 horas) y temperatura (70°C) adecuado, para el secado de
la cáscara de plátano y determinar el secador más apropiado para que este
proceso sea uniforme y que no afecte a la estructura nutricional del mismo. Otra
etapa de esta investigación fue de realizar diversas formulaciones las mismas que
contengan 30%,40% y 50% de harina de cáscara de plátano para alimentar
pollos en etapa de engorde, para luego valorar ganancia de peso en tiempo
determinado y el valor nutricional aportado en el producto final (carne).
Mediante el balance de materia y energía a nivel de laboratorio se realizó el diseño de
planta para la elaboración de la harina de cáscara de plátano y su aplicación en pollos.
Se determinó que un secador tipo rotatorio es el más adecuado que debe tener una
capacidad de 75Kg por un lapso de 4 horas. Para la obtención de la harina se utilizo un
XIV
molino de rodillo que le dio la granulometría necesaria para la elaboración del
balanceado.
XV
EXECUTIVE SUMMARY
This research is part of the implementation of the banana peel by-product which
discards to landfills can be used by techniques and formulations established as
an artificial diet for rearing chickens in fattening pigs and its chemical
composition is comparable for chickens.
Within the framework referred to is a study of the banana peel can be determined from
the theoretical point of view is rich in carbohydrates and fiber that make it suitable for
feeding chickens.
It is known that they are prepared to feed animals and must meet certain
nutritional requirements that contribute to different growth stages as both fattening pigs
and cattle.
The methodology for the development of this new balance was to determine the time (5
hours) and temperature (70 ° C) suitable for drying the banana peel dryer looked more
appropriate for this process is uniform and does not affect the nutritional structure of it.
Another phase of this research was to perform various formulations containing the same
30%, 40% and 50% of banana peel meal to feed chickens for fattening stage, then gain
weight rating for a time and nutritional value provided in the final product
(meat).
Through the balance of matter and energy in the laboratory can make plant design for
the development of banana peel meal and its application in poultry.
XVI
We determined that a rotary type dryer is right that you must have a capacity of 75Kg
for a period of four hours to obtain the flour is used a roller mill that gave the grading
necessary for the preparation of balance.
17
CAPÍTULO I
INTRODUCCIÓN
1.1 ANTECEDENTES
1.1.1 Antecedentes históricos
En nuestro país, la historia de la industria avícola data desde la década del 50, en el
que la crianza se basaba en explotaciones del tipo rural-doméstico y el número de
aves por plantel avícola rara vez superaba los cien animales. En el año de 1954
empieza la avicultura de tipo industrial, mediante la importación de la raza
Leghorn desde los Estados Unidos, la cual no llegaba a tener un buen peso al
momento de la matanza pero a pesar de esto, se aumentó el número de animales a
cinco mil en los planteles avícolas.
Otro de los problemas existentes, fue la mala calidad de los alimentos balanceados,
ya que la técnica para producirlos era todavía muy rudimentaria. Por otra parte, los
escasos conocimientos en nutrición animal, conducían a la elaboración de
fórmulas con excesivas cantidades de harina de pescado lo que llevaba a coger un mal
olor a la carne de los pollos. Además de esto, el manejo del pollo dejaba mucho que
desear, ya que las condiciones sanitarias eran muy pobres y el concepto de
bioseguridad era prácticamente desconocido en esa época, por consiguiente, el índice
de mortalidad de los pollos se elevaban, mermando así la rentabilidad de esta
actividad. Con el paso del tiempo, se optó por introducir nuevas y mejores razas,
capaces de asimilar mejor el alimento y tener un mejor peso. Se fueron
desarrollando mejores y cada vez más complejas técnicas de manejo. Los conceptos
de nutrición han sido fuertemente investigados y hoy por hoy, son uno de los pilares en
los que se sostiene la crianza de pollos de engorde en una industria en la que hay que
ser más eficiente cada día.
18
1.1.2 Antecedentes Científicos
Alimento es una sustancia que contribuye a asegurar en todas sus manifestaciones
(producción, reproducción) la vida del animal que la consume. Para ser exacta, esta
definición debe completarse con las siguientes advertencias: lo que es un alimento para
un ser vivo puede no serlo para otro; encontramos efectivamente, al respecto, frecuentes
ejemplos entre las diferentes especies de animales de granja; por tanto, la noción
de valor alimenticio va ligada a la especie que aprovecha el alimento. Por otra parte la
técnica correcta de alimentar consiste en asociar las diferentes clases de alimentos de
que disponemos para integrar una ración capaz de cubrir las necesidades nutritivas de
los animales, de tal modo que el alimento integrado en el conjunto de una ración y no
aisladamente es capaz de asegurar la vida. Observemos, finalmente, que el valor de un
alimento depende de los restantes constituyentes de la ración, lo que pone de
manifiesto la noción equilibrio alimenticio.
Nutrientes
Un nutriente es un elemento constitutivo de las sustancias alimenticias, ya sean
de procedencia vegetal o animal, que ayuda a mantener la vida. Puede ser un
elemento simple como el hierro o el cobre o puede ser un compuesto químico
complicado como el almidón o la proteína, compuesto de muchas unidades diferentes.
Se sabe que unos 100 nutrientes diferentes tienen valor en las raciones del ganado y
de las aves de corral. Muchos son necesarios individualmente para el metabolismo
corporal, crecimiento y reproducción; otros o no son esenciales o pueden sustituirse
por otros nutrientes.
No existen dos alimentos que contengan los nutrientes en la misma proporción.
Cada alimento suele contener una mayor o menor proporción de uno o varios de
estos principios. Estas diferencias hacen necesario que se regule la cantidad de cada
alimento, de tal manera que la total composición de sus nutrientes sea la requerida en
cada caso, variable según la especie, edad, producción, etc.
19
La clasificación de los nutrientes según su origen: Orgánicos (Carbohidratos, Grasas,
Proteínas, Vitaminas), e Inorgánicos (Agua, Sales minerales). Según su misión
principal: Energéticos (carbohidratos y lípidos), Plásticos y energéticos (proteínas),
Plásticos y biorreguladores (macroelementos minerales), y irreguladores
(microelementos minerales, vitaminas y antibióticos).
Formulación de raciones
La alimentación representa la mayor parte de los recursos necesarios en la
producción animal; por tal razón, su eficiencia, costos económicos, condicionan
grandemente el éxito de los sistemas de producción animal. Contrariamente, todo error
en el cálculo de raciones, toda falta de exactitud en la apreciación de las necesidades,
contribuye, con el tiempo, a limitar la productividad de los animales genéticamente
más aptos para la producción.
En este contexto, la formulación de raciones debe entenderse como el ajuste de
las cantidades de los ingredientes que, según se desee, conformarán la ración, para que
los nutrientes que contenga por unidad de peso o como porcentaje de la materia
seca correspondan a los que requiere el animal por alimentar.
Así, el cálculo de raciones balanceadas obedece a varias razones; entre estas se
pueden mencionar las siguientes:
• Solo con raciones balanceadas se pueden lograr producciones acordes
con el potencial genético de los animales.
• Solo con una alimentación adecuada pueden lograrse producciones económicas.
Esto obedece a que la alimentación representa el mayor porcentaje de los costos
totales de producción (45% o más).
• Solo con animales bien alimentados se aprovechan en su totalidad las mejoras
que se hagan en lo genético y en sanidad.
20
Para iniciar un programa de formulación de raciones bajo diferentes situaciones,
se requiere de información básica, y se tienen:
• Necesidades nutricionales del animal.
• Alimentos.
• Tipo de ración.
• Consumo esperado de alimentos.
Estos aspectos deben ser considerados para alimentar a los animales, siendo
indispensable completar las raciones alimenticias diarias con las bases constructoras
de las proteínas, vitaminas, etc., todo esto correctamente balanceado en concordancia y
de acuerdo con las respectivas etapas de su desarrollo y producción.
Las técnicas de balanceo de raciones son desarrolladas con ejemplos simples y
algunos más elaborados que, dependiendo de la práctica del estudiante o productor,
presentarán cierto grado de dificultad para su solución.
1.1.3 Antecedentes Prácticos
Siguiendo con las producciones animales y en la base de que su futuro es claro, hay
que resaltar que viene produciéndose un cambio evolutivo, iniciado en la década
de los ochenta. Este cambio no hizo más que empezar y desde entonces, la
evolución es creciente.
El objetivo de esta evolución no es otro que el de mejorar la calidad de los
Productos avícolas finales.
- Carne y huevos.
El consumidor final es quien ha venido imponiendo sus exigencias y podrían
citarse innumerables factores que inciden en ellas:
21
- Tendencia a productos más naturales - Incremento de consumo de productos elaborados - Calidad/ precio - Garantía sanitaria - Etiquetado - Trazabilidad - Bienestar animal - Medio ambiente El consumidor final, está claro, es quien va a exigir a la industria de
transformación alimentaria, que productos quiere y cuánto está dispuesto a pagar por
ellos. La industria y la distribución deberán dar respuesta al consumidor y asegurar
la calidad de los productos que ponen en el mercado, haciendo esto extensivo a todos
los conceptos. Esto es lo que se conoce como: seguridad alimentaria.
1.1.4 Importancia del estudio
La importancia de este estudio radica en elaborar un producto que se considera como
rechazo por lo que se estaría dando valor agregado a la cáscara de plátano.
1.1.5 Situación actual
Actualmente las empresas que procesan de diferentes maneras el plátano (chifles,
harinas, masas, etc.), la cáscara en la actualidad es muy poco aprovechada por lo
general la desechan en la basura, existe fuentes bibliográficas que indican que la
cáscara del plátano cuenta con un considerable valor nutricional, mismo que podría
ser aprovechada en la industria de los balanceados.
22
1.2. Limitaciones del estudio. El rápido deterioro de la materia prima es la principal limitación o problemática en
el estudio, esto es debido a la cantidad de humedad contenida.
1.3. Alcance del trabajo. La realización de este tema de estudio fue hasta lograr la obtención de la
dieta balanceada a base de cáscara de plátano deshidratada mediante la determinación
de una fórmula adecuada que permita conservar el producto, este proyecto que
beneficiara a los avicultores de la zona de Santo Domingo de donde se obtendrá la
mano de obra, materia prima, e insumos, etc.
1.4 Objeto de estudio El objeto de estudio del proyecto es la deshidratación de la cáscara del plátano, para la
obtención de harina.
1.5 Objetivos. 1.5.1. Objetivo General.
Obtener harina de cáscara de plátano para elaborar una dieta alimenticia para pollos
en la etapa de engorde, Santo Domingo.
1.5.2. Objetivos específicos o Determinar los parámetros de secado de la cáscara de plátano mediante un
secador por convección.
o Obtener harina de cáscara de plátano mediante molturación.
o Determinar los valores nutricionales de la harina de cáscara de plátano.
23
o Determinar los porcentajes de mezcla de harina de cáscara de plátano
mediante el tanteo para obtener una dieta alimenticia de acuerdo a los
requerimientos nutricionales.
o Determinar los costos de elaboración del la dieta alimenticia.
o Determinar la eficiencia de las dietas, mediante la aplicación en pollos en la
etapa de engorde.
1.6 Justificación (teórica, metodológica y práctica)
La investigación tiene dos fases; primer nivel es la de laboratorio que permitirá
determinar: la temperatura y condiciones adecuadas para la deshidratación de la
cáscara del plátano y la correcta formulación para obtener una dieta alimenticia
de buena calidad y bajo costo. La segunda etapa de investigación que consiste en la
comprobación de las bondades de las tres formulaciones de balanceado propuestas.
Se realizando mediciones de la conversión de peso de los animales y determinando
los costos de producción de la dieta.
Utilizar un subproducto del plátano como la cáscara en la elaboración de
balanceados para pollos en la fase de engorde permitiría abaratar costos y darle un
valor agregado al producto. Dado que por mucho tiempo, las empresas que procesan
el plátano desechan la cáscara, se aportara de gran manera en optimización de
los recursos de estas industrias.
1.7 Hipótesis
1.7.1 Hipótesis alternativa.
1. La temperatura de secado estarán influenciando en la obtención de la harina
de calidad.
2. Los porcentajes de harina de cáscara de plátano están influenciando en los
costos del balanceado sin perjudicar el incremento de peso en los pollos.
24
1.7.2 Hipótesis nula.
1. La temperatura de secado no estarán influenciando en la obtención de la harina
de calidad.
2. Los porcentajes de harina de cáscara de plátano no están influenciando en los
costos del balanceado sin perjudicar el incremento de peso en los pollos.
25
CAPÍTULO II
MARCO DE REFERENCIA
2.1 El Plátano.
Foto 1
Plantas de plátano
Fuente: www.valleseda.com
El plátano fue llevado a las Islas Canarias por los portugueses poco después de 1.402
y de ahí pasó al Nuevo Mundo, iniciándose en 1.516 una serie de introducciones de
este cultivo. La posibilidad de la presencia precolombina del plátano en América ha
sido sugerida, pero no se tienen pruebas directas de ello. Linneo basó sus estudios
en las especies Musa paradisiaca y Musa sapientun que corresponden a una
variedad de Curraré el primero y a una variedad de dominico el segundo, que existían
en las Antillas en el Siglo XVII. Los bananos son una introducción más reciente hecha
a principios del Siglo XIX y que marcó el inicio del imperio bananero de la United
Fruit Co. (Mamita Yunai).
Las musáceas tienen su origen en el Asia Sudoriental. La Musa acuminata tuvo su
origen en la península de Malasia o islas cercanas, de donde fue llevada a otros lugares
como las Filipinas y la India, donde se mezcló con ejemplares de Musa balbisiana
dando origen a grupos híbridos de los cuales se derivan los plátanos y guineos.
Prácticamente desconocidas en América aún a finales del siglo pasado, eran
consideradas frutas exóticas.
26
Según Simmonds, el plátano es un híbrido que debe ser clasificado de la
siguiente manera:
Familia: Musáceas Género: Musa Serie: Eumusa
Hibridación: Musa acuminata x Musa balbisiana
En la serie Eumusa se distinguen los cultivares triploides derivados del cruce
entre Musa acuminata (AA) y Musa balbisiana (BB) que dan origen a las
musáceas comestibles más importantes :
AAA: Bananos como Cavendish y Gros Michel (no hubo hibridación pero
si poliploidía)
AAB: Plátanos como Curraré y Dominico
ABB: Guineos como Cuadrado y Pelipita
En la actualidad se emplean piensos de distintos orígenes para la alimentación
de animales, tales como los procedentes de cereales, o de subproductos de la
industria alimentaria como los tristemente famosos piensos de origen animal, ya en
desuso. Precisamente la eliminación de estos piensos de origen animal, y la
necesidad de encontrar piensos sustitutivos a los mismos, de alto poder energético,
supone la ventaja de la elaboración de nuevos piensos procedentes de la cáscara
del plátano con el procedimiento de la invención.
La harina de cáscara de plátano es muy rica en hidratos de carbono y en fibra que lo
hace especialmente adecuado para la alimentación de aves y también de caracoles.
Igualmente el pienso puede usarse mezclado con otros productos alimenticios para
adecuarse a las necesidades de nutrición de cada momento.
27
Cuadro Nº 1
PARAMETROS BROMATOLÓGICOS
IDENTIFICACIÓN HUMEDAD %
CENIZA %
GRASA %
PROTEINA %
FIBRA %
E.L.N.N. %
CASCARA DE PLÁTANO
0,00 7,91 2,31 6,43 7,02 76,33
BARRAGANETE 83,69 1,29 0,38 1,05 1,14 12,45
Fuente: Ullauri, Jorge /Laboratorio de Química UTE 2010
2.2 Alimentos Balanceados
2.2.1 Características
Los alimentos balanceados son elaborados para animales, los cuales cumplen con
los requerimientos nutricionales de éstos. La materia prima utilizada en la fórmula
de la dieta alimenticia es transformada en alimento, lo que contribuye a uno de los
factores más importantes para el desarrollo de los animales, que son los costos.
La caracterización de la industria del alimento balanceado adquiere especial
importancia en el marco de análisis de la cadena de valor de carne de pollo, no sólo
porque posee una elevada incidencia como insumo básico en los costos de
producción sino por las implicancias desde el punto de vista de la organización de la
industria.
Las proyecciones de producción y comercio mundiales de productos de ave (carne y
huevos) se determinan en función del precio y disponibilidad del alimento balanceado.
Así, un aumento en las cotizaciones internacionales del maíz o de la soja maíz impone
un mayor costo de oportunidad para los países menos competitivos en su
producción, los cuales con frecuencia dirigen sus compras a países exportadores
eficientes y/o competitivos en carne de aves y/o granos.
A nivel mundial, la mitad de los cereales son transformados en alimento para el ganado.
Su crecimiento se ha manifestado en mayores importaciones de países en desarrollo, de
28
modo de constituir uno de los factores principales que subyacen al rápido incremento de
las importaciones netas de cereales por parte de dichos países. Según FAO1“el
mecanismo general que induce a un crecimiento del sector de alimento base cereal
se relaciona con el crecimiento del ingreso que aumenta la demanda de productos
ganaderos. A diferencia del caso del sector de rumiantes en países en desarrollo, los
incrementos sustanciales en porcinos y aves dependen estrechamente de la expansión
de sistemas de producción basados en granos.”
El producto más importante dentro de los alimentos balanceados ha sido el destinado
a la avicultura. Otros para cerdos, vacas, tilapia, trucha, salmón, además de elaborar
dicho producto para cualquier otro animal bajo pedido, como avestruz, ranas,
codornices, etc.
El objetivo de los alimentos balanceados es satisfacer los requerimientos
nutricionales de los animales además de asegurar la calidad y disponibilidad de éste.
2.2.2 Alimentos que pueden ser consumidos por cada especie
No todos los alimentos disponibles en el mercado de materias primas pueden
ser incluidos en la fórmula que se va a diseñar. Existen tres limitaciones:
a) Por el mercado
b) Por la fabricación
c) Por la especie o su estado:
2.2.3 Los nutrientes que aporta cada materia prima en especial
Las materias primas se pueden clasificar como: forrajes frescos o conservados, cereales
y sus subproductos, semillas leguminosas, semillas oleaginosas, harinas de extracción,
productos y subproductos diversos, grasas (aceites, manteca, sales de ácidos grasos),
productos lácteos, productos de origen animal, minerales, Premezclas de correctores
1“World Egg and Poultry Meat Production, Trade, and Supply. Present and the Future”, Gillin, Edward,
FAO, 2001.
29
(oligoelementos y vitaminas) y aditivos (enzimas, pigmentantes, conservantes,
antioxidantes, aglomerantes, etc.).
Como ya dijimos, cada grupo de materias primas y cada materia prima en particular
puede ser preseleccionada para aportar a la fórmula uno o varios nutrientes o por
sus características tecnológicas. Algunos ejemplos son:
• Los forrajes son componentes obligados en las raciones de rumiantes y
caballos para preservar el correcto funcionamiento de su aparato digestivo.
• Los cereales se utilizan en todas las especies como fuente de energía por su
elevado contenido en almidón. Dentro de los cereales el maíz se utiliza además como
fuente de xantofilas amarillas en gallinas, el trigo por su bajo contenido en fibra en
pollos, y la cebada y la avena por su volumen en conejos y caballos, respectivamente.
Los subproductos de cereales y otros productos y subproductos fibrosos (pulpa de
remolacha, cascarilla de soja, garrofa) tienen un alto contenido en fibra química y
aportan volumen a la fórmula, por ambos motivos tienen un uso limitado en los
animales monogástricos ya que diluyen el contenido energético y limitan la capacidad de
consumo. La excepción son los conejos, caballos y cerdas gestantes ya que por su
fisiología requieren consumir alimentos con cierto volumen para mantener el tono
digestivo y además tienen capacidad, aunque limitada, de digerir la fibra. En los
rumiantes se pueden incluir habitualmente en las fórmulas por su elevada capacidad de
digestión de la fibra y porque estos alimentos aportan poco volumen a sus raciones2.
2.3. Las Aves
2.3.1 Características.
Las aves son explotadas con tres fines principales:
1) Producción de huevos para consumo o para incubación (ponedoras
comerciales y reproductoras)
2http://www.engormix.com/MA-balanceados/formulacion/articulos/piensos-raciones-minimo-coste
t2154/800-p0.htm
30
2) Producción de carne (broilers, pavos, codornices, avestruces)
3) Caza (perdiz, codorniz, faisán)
Las aves deben recibir alimentos con bajo contenido de fibra, ya que ésta además de
ser escasamente digestible limita la capacidad de ingestión del alimento por su
volumen. Si el volumen no es limitante, las aves pueden regular el consumo de acuerdo
a sus necesidades según el contenido en energía (aunque este ajuste no es del todo
perfecto). Esto determina que el resto de los nutrientes de la ración se expresen
habitualmente en relación a aquella.
Las necesidades energéticas se evalúan como energía metabolizable. Los
aminoácidos más importantes en la práctica son la metionina (y metionina+cistina),
lisina, treonina y triptófano. El fósforo contenido en los alimentos vegetales se
encuentra mayoritariamente ligado a ácido fítico y no es disponible para las aves por
lo que los aportes deben calcularse como fósforo disponible para aves, siendo el
fosfato dicálcico la fuente por excelencia.
Las aves ponedoras tienen un elevado requerimiento de calcio lo que determina que deba
aportarse carbonato cálcico en dos presentaciones: gruesa para su retención temporal en
la molleja (aprox. 66% del total) y fina (el resto) de esta forma se consigue un aporte
sostenido para la calcificación del huevo y otro de rápida utilización para la
reconstitución de las reservas óseas.
La calidad de la cáscara de los huevos es perjudicada por el exceso de cloro lo que
limita la incorporación de sal al pienso, el resto del sodio necesario puede aportarse con
bicarbonato sódico. Para mantener el color de la yema es necesario utilizar alimentos
ricos en xantofilas amarillas (p.ej. maíz) o añadir xantofilas concentradas, amarillas o
rojas, al pienso. La necesidad de utilizar aceites (ponedoras) y manteca (crecimiento
y engorde) exige la incorporación sistemática de antioxidantes al pienso3.
3 Andrés L. Martínez Marín, Veterinario Nutricionista. España
31
El suministro de pienso a las aves es a libre consumo salvo durante la recría de
ponedoras y durante la muda.
2.3.2 Etapa de engorde.
Durante el engorde de las aves mantenidas para la producción de carne se diferencian
normalmente tres períodos: inicio, crecimiento y terminación. El objetivo de la
alimentación es conseguir una elevada velocidad de crecimiento con buen desarrollo
de las masas musculares y grado de engrasamiento óptimo, además el desarrollo óseo
debe ser tal que el esqueleto soporte el rápido incremento de peso.
Las necesidades de energía de estos animales aumentan con la edad en tanto que las
necesidades proteicas disminuyen simultáneamente. Los pollos consumen tanta energía
como aquella que permite la máxima velocidad de crecimiento en tanto que la
concentración energética del pienso sea suficientemente elevada (2800 a 3200 kcal
EM/kg). La pigmentación de la piel con xantofilas debe evitarse no incluyendo en los
pienso ingredientes que las contengan, la excepción es la producción de aves de tipo
"campero". Las grasas utilizadas en los piensos deben ser lo suficientemente saturadas
(manteca) para evitar que las canales tengan un aspecto "aceitoso". En principio, los
pavos no necesitan piensos con unas relaciones tan estrictas entre la energía y los
demás nutrientes como los pollos; sin embargo el bajo grado de engrasamiento
propio de la especie exige en la práctica, particularmente en el período de
terminación, utilizar piensos muy concentrados en energía mediante la inclusión de
altos niveles de grasa.
32
Fuente: http://www.cobb-vantress.com/contactus/brochures/Cobb500_BPN.pdf
2.4 Operaciones Unitarias para el proceso
2.4.1. El Secado
Básicamente, el secado consiste en retirar por evaporación el agua de la superficie
del producto y transferirla al aire circundante. La rapidez de este proceso depende del
aire (la velocidad con la que éste circule alrededor del producto, su grado de sequedad,
etc.), y de las características del producto (su composición, su contenido de humedad, el
tamaño de las partículas, etcétera).
El aire contiene y puede absorber vapor de agua. La cantidad de vapor de agua presente
en el aire se llama humedad absoluta. Un aire absolutamente seco, sin vapor de agua en
su interior, contiene una humedad relativa de 0%, mientras que uno saturado de agua
tiene una humedad relativa de 100%. La cantidad de vapor de agua que el aire puede
Formulación recomendada para pollos de engorde
Inicio Crecimiento Termino 1 Termino 2 Cantidad de alimentación Periodo de alimentación (días) Proteína cruda % Energia metabolizable Kcalcio Energia metabolizable Kcalcio Licina % Licina digestible % Metionina % Metionina digestible % Met + Cls % Met + Cls digestible % Triptotano % Treonina % Arginina % Calcio % Fosforo disponible % Sodio % Cloro % Tasa calorías /proteína
250 g 0 – 10
21.00 1358
2988
1.20 1.08 0.46 0.41 0.89 0.90 0.20 0.79 1.26 1.00 0.50 0.22 0.20
142
1000g 11-22
19.00 1401
3083
1.10 0.99 0.44 0.40 0.84 0.75 0.19 0.74 1.17 0.96 0.49 0.19 0.20
162
23-42
18.00 1444
3176
1.05 0.95 0.43 0.39 0.82 0.74 0.19 0.72 1.13 0.90 0.45 0.19 0.20
176
42+
17.00 1444
3176
1.00 0.90 0.41 0.37 0.78 0.70 0.18 0.69 1.08 0.85 0.42 0.18 0.20
187
33
absorber depende, en gran medida, de su temperatura.
Las características del producto, su naturaleza y el tamaño de las partículas también
influyen en el nivel de secado. Muchos alimentos tienen una capa exterior de
protección que impide que su interior se seque por completo. No hay mucho que se
pueda hacer en el caso de los cereales y legumbres, que normalmente se secan enteros,
pero el nivel de secado de otros productos puede facilitarse si el alimento se pela o
corta4.
2.4.2 Tipo de secadores: Cabina, Bandejas o Compartimientos
Consiste en una cabina aislada provista de un ventilador para circular aire a través de
un calentador; el aire caliente sale por una rejilla de láminas ajustables y es dirigido,
bien, horizontalmente entre las bandejas, o bien verticalmente a través de las
bandejas perforadas y el producto. Puede disponer de reguladores para controlar la
velocidad de aire y la cantidad de aire de recirculación. Los calentadores del
aire pueden ser quemadores directos de gas, serpentines calentados por vapor o, en
los modelos más pequeños, calentadores de resistencia eléctrica.
Utiliza velocidades de aire, para los de flujo transversal de 2 a 5 m/seg., y en los
de flujo ascendente de 0,5 a 1,25 m3/seg./m2 de bandeja. Este tipo de secador no
requiere de continuo mantenimiento y es económico.
Gráfico Nº 1
Esquema de un secador de bandejas
Fuente: http:/ /www.doschivos.com/trabajos/tecnologia/803.htm 4 Brooker, D.B.; Bakker-Arkema, F. B.; Hall, C. W. (1992). Drying and storage of grains and oilseeds. Nueva York: Van Nostrand Reinhold. ISBN 9780442205157.
34
CAPÍTULO III
METODOLOGÍA
Tenemos dos unidades de análisis; la primera en el laboratorio de química de la
UTE que es la de deshidratación de la cáscara del plátano para analizar los
parámetros de secado y la segunda es la formulación de la dieta balanceada, donde
estudiaremos su eficiencia en los pollos. 3.1. Materiales, equipos y reactivos
Los análisis bromatológicos se enviaron a realizar a los laboratorios de la UTE
para contar con datos respaldados por la institución. Las diferentes muestras
secas se obtuvieron en el laboratorio de química donde constan el siguiente equipo y
materiales. 3.1.1. Materiales
Bandejas
Termómetro 3.1.2. Equipos
Estufa
Balanza analítica 3.1.3. Materia prima
Cáscara de plátano
3.2 Aspectos metodológicos del estudio.
3.2.1 Ubicación
El estudio a nivel de laboratorio se realizó en la provincia de los Tsáchilas, en el
Cantón Santo Domingo, en el Laboratorio de Química de la Universidad Tecnológica
35
Equinoccial ubicada en el Km. 4 ½ de la Vía Chone.
El estudio de campo se realizó en la parroquia El Esfuerzo, a 2Km de la parroquia.
3.3 Diseño de la investigación
3.3.1 Investigación descriptiva
Se empleó este método en la determinación de la curva de secado de la cáscara del
plátano y las condiciones que necesita para que ocurra de la mejor manera. En el estudio
de las mezclas balanceadas se va medir el incremento de peso en los pollos.
3.3.2 Investigación causal Estudio las influencias tanto nutricionales como económicas que tiene la cáscara del
plátano dentro de las mezclas balanceadas para los pollos.
3.4 Métodos de Investigación
3.4.1 Método empírico de Medición
Se aplico este método en la medición del incremento de peso en base a los gramos
que logramos hacer aumentar a los pollos, establecidos en unidades numéricas para
poder leer los datos en los balances.
36
3.5 Diagrama de flujo de la elaboración de harina de cáscara de plátano Cáscara de plátano
RECEPCIÓN Cáscara de plátano
PICADO Cáscara de plátano picada
PESADO
70°C Cáscara de plátano picada
SECADO
Agua Cáscara de plátano picada Seca
MOLIDO Cáscara de plátano molida Seca
PESADO
EMPAQUE
3.5.1 Recepción
Se recibe materia prima fresca de las fábricas de chifles, existen alrededor de
12 fábricas en Santo Domingo.
3.5.2 Picado
Se realiza el picado de la cáscara por varias razones, primero para reducir el tamaño
a partículas pequeñas porque facilita el secado, pues al picarlo obtenemos mayor área
de contacto con el aire caliente y además es más fácil realizar el molido.
37
3.5.3 Pesado Para llevar un control de la humedad es necesario realizar un pesado antes y después
del proceso de secado.
3.5.4 Secado
Se lo realiza en el secador rotatorio diseñado y construido para la cáscara a
una temperatura de 100 °C que fue la que se determino en el diseño experimental
por su eficiencia de secado. El secado se aplica para eliminar la mayor cantidad de agua y así garantizar
la conservación de la cáscara. A nivel de laboratorio se usó una estufa con ventilación
para acelerar el proceso de secado. Luego del secado se obtuvo la siguiente
composición:
Cuadro Nº 2
Composición de la cáscara de plátano en Seco
Producto Humedad Proteína Grasa Fibra Ceniza EENN
Cascara de plátano 12,00% 7,08% 5,39% 6,68% 9,91% 70,93%
Fuente: LAB. Químico UTE/2007/Ullauri, Jorge
La energía se establece que; por cada gramo de grasa se producen 9 kilocalorías, por
cada gramo de proteína y carbohidratos se produce 4 kilocalorías, por lo tanto se tiene:
Por cada 1000gr. de cáscara de plátano:
70,8 gr. de proteína que es igual a 283,2 Kilocalorías.
709,3 gr. de carbohidratos que es igual a 2837,2 Kilocalorías.
53,9 gr. de grasa que es igual a 485,1 Kilocalorías.
Sumado todo se obtiene que la cáscara tiene un total de 3600 Kilocalorías por cada
1000grs. de cáscara de plátano. Convirtiendo esto a datos mayores, idóneos para
balancear alimentos:
38
3600 Kcal. 1Mcal X
3,6 Mcal -
1Kg. 1000Kcal Kg. Entonces se obtiene un balanceado de 3,6Mcal/Kg. Pero por se asume un margen de
error del 20% menos.
3,6Mcal/Kg – 20% = 3Mcal/Kg.
3.6 Determinación de la pérdida de humedad.
Cuadro N°3
Datos experimentales de la pérdida de humedad en relación al tiempo DATOS A 100°C DATOS A 90°C DATOS A 80°C DATOS A 70°C
HUMEDAD TIEMPO TIEMPO HUMEDAD TIEMPO HUMEDAD TIEMPO HUMEDAD
0,00 89,09 0,00 88,11 0,00 87,28 0,00 88,03 0,25 87,23 0,33 85,72 0,25 85,25 0,25 87,07 0,50 83,83 0,67 82,66 0,50 83,31 0,50 86,05 0,75 79,35 1,00 78,52 0,75 81,44 0,75 84,44 1,00 72,66 1,33 72,9 1,00 78,57 1,00 82,57 1,25 61,71 1,67 65,64 1,25 74,8 1,25 80,45 1,50 44,89 2,00 55,41 1,50 69,9 1,50 77,51 1,75 31,85 2,33 42,09 1,75 63,9 1,75 74,35 2,00 15,44 2,67 28,12 2,00 54,54 2,00 70,69 2,25 10,02 3,00 15,37 2,25 44,25 2,25 65,79 2,50 5,13 3,33 6,87 2,50 30,79 2,50 59,88 2,75 0,92 3,67 2,22 2,75 18,48 2,75 52,35 4,00 0,69 3,00 9,69 3,00 43,8 4,33 0 3,25 4,99 3,25 33,56 3,50 1,81 3,50 24,46 3,75 0,88 3,75 16,25 4,00 0,53 4,00 10,01 4,25 0,37 4,25 5,66 4,50 0 4,50 2,5 4,75 1,36 5,00 0,55 5,25 0
Fuente: Ullauri, Jorge/ UTE/2009
39
Gráfico Nº 2
Perdida de humedad en relación al tiempo
Curvas de secado a distintas temperaturas
100,00 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 0 1 2 3 4 5 6
tiempo(horas) 80ºC 90ºC 70ºC 100ºC
Fuente: Ullauri, Jorge/ UTE/2009 3.7 Diseño Estadístico para la prueba de la hipótesis 1 A nivel de laboratorio se aplicará un diseño completamente al azar (DCA) donde se
analizara los distintos componentes nutricionales básicos de la cáscara del plátano a 4
temperaturas de secado con cuatro repeticiones por cada tratamiento.
Cuadro N°4
Niveles y tratamientos de la harina de plátano
Fuente: Ullauri, Jorge/ UTE/2009
NIVELES TRATAMIENTOS INDICADORES TEMPERATURA
70°C
80°C
90°C
100°C
PROTEÍNAS
CARBOHIDRATOS
GRASA
CENIZA
FIBRA
40
3.7.1 Resultados de los análisis realizados de la proteína
Cuadro N°5 Composición de la Cáscara de plátano
Proteína Repeticiones
Tratamientos I II III IV Σ trat. Xtrat.
Σ total. 121,8 7,61
Suma de cuadrados
2 FC = 121,8 /16 = 927,2025
2 2
Sc = 32,19 + ….….. 28,41 - 927,2025 = 1,9238 4
Sc total = 8,04^2 +……7,13^2 - = 927,2025 = 1,9373
Sc EE = 1,9373 - 1,9238 = 0,0135
Tabla Nº 1 Análisis de Varianza para los datos experimentales del contenido de
Proteína en el secado de la cáscara del plátano F de V Gl. SC CM F. cal. F. critica
Tratamientos 3 1,92375 0,6413 567,8967 3,49 - 5,95 Error exp. 12 0,01355 0,0011 Total 15 1,9373
F. calculada = NS No significativa
F.01 (3,12) = 3,49 F.05 (3,12) = 5,95
CV = 0,0011 x 100 = 0,44%
70ºC 8,04 8,05 8,07 8,03 32,19 8,0580ºC 7,78 7,7 7,79 7,81 31,08 7,7790ºC 7,48 7,53 7,55 7,56 30,12 7,53100ºC 7,07 7,1 7,11 7,13 28,41 7,10
7,61
41
Prueba de Tukey
T = q(0.05-0.01) CEM r
T = 4.20 0.0035 = 0,070566458 4
Cuadro de diferencias de medias
X1 X2 X3 X4 8,05 7,77 7,53 7,10
X4 7,10 0,94 0,67 0,43 0,00 X3 7,53 0,52 0,24 0,00 X2 7,77 0,28 0,00 X1 8,05 0,00
Conclusión
X1 a X2 a X3 a X4 a
Letras distintas indican diferencia significativa
T = 5.50 0.0035 = 0,092408457 4
Cuadro de diferencias de medias
X1 X2 X3 X4 8,05 7,77 7,53 7,10
X4 7,10 0,94 0,67 0,43 0,00 X3 7,53 0,52 0,24 0,00 X2 7,77 0,28 0,00 X1 8,05 0,00
Conclusión
X1 a X2 a X3 a X4 a
Letras distintas indican diferencia significativa
42
Análisis de las respuestas experimentales
Se aplico un diseño Completamente al azar y se pudo determinar que la temperatura si está
influyendo en la calidad de la proteína de la cáscara de plátano en el proceso de secado.
Con la finalidad de comprobar la veracidad del diseño aplicamos la prueba de Tukey la que
indicó que si hubo significancia entre los tratamientos, por lo que se sugiere realizar la
deshidratación a la temperatura de 70°C.
El Coeficiente de Varianza fue del 0.44% que es excelente para pruebas en laboratorio.
Concluimos que la hipótesis alternativa es aceptada para el caso de la proteína.
3.7.2 Resultados de los análisis realizados de los EENN.
Cuadro N° 6
Composición de la Cascara de plátano EENN
Repeticiones Tratamientos I II III IV Σ trat. Xtrat. 70ºC 66,99 66,97 66,945 66,96 267,87 66,9780ºC 67,1 67,13 67 67,02 268,25 67,0690ºC 66,07 65,98 65,965 65,9 263,92 65,98100ºC 65,84 65,77 65,705 65,69 263,01 65,75
Σ total. 1063,04 66,44 Suma de cuadrados
2 FC = 1063,035 /16 = 70627,7132
2 2
Sc = 267,87 +……….. 263,01 - 70627,7132 = 5,4063 4
Sc total = 66,99^2 +……65,69^2 - 18105,7208 = 5,4479
Sc EE = 5,4479 - 5,4063 = 0,0416
Tabla Nº 2 Análisis de Varianza para los datos experimentales del contenido de
EENN en el secado de la cáscara del plátano F de V Gl. SC CM F. cal. F. critica
Tratamientos 3 5,40629219 1,8021 520,0702 3,49 - 5,95
43
Error exp. 12 0,04158125 0,0035 Total 15 5,44787344 F. calculada = ** Altamente significativa
F.01 (3,12) = 3,49 F.05 (3,12) = 5,95
CV = 0,0035 x 100 = 0,09%
66,44
Prueba de Tukey
T = q(0.05-0.01) CEM r
T = 4.20 0.0628 = 0,123616784 4
Cuadro de diferencias de medias
X1 X2 X3 X4 66,97 67,06 65,98 65,75
X4 65,75 1,22 1,31 0,23 0,00 X3 65,98 0,99 1,08 0,00 X2 67,06 0,10 0,00 X1 66,97 0,00
Conclusión
X1 a X2 a X3 a X4 b
Letras distintas indican diferencia significativa
T = 5.50 0.0628 = 0,161879122 4
Cuadro de diferencias de medias
X1 X2 X3 X4 66,97 67,06 65,98 65,75
X4 65,75 -1,22 -1,31 -0,23 0,00 X3 65,98 0,99 1,08 0,00 X2 67,06 0,10 0,00 X1 66,97 0,00
Conclusión
X1 a X2 a X3 a X4 b
Letras distintas indican diferencia significativa
44
Análisis de las respuestas experimentales Se aplico un diseño Completamente al azar y se pudo determinar que la temperatura si
está influyendo en la calidad de los Elementos no Nitrogenados de la cáscara de plátano
en el proceso de secado. Con la finalidad de comprobar la veracidad del diseño
aplicamos la prueba de Tukey la que indicó que si hubo significancia entre los
tratamientos, por lo que se sugiere realizar la deshidratación a la temperatura de 70°C
El Coeficiente de Varianza fue del 0.09% que es excelente para pruebas en
laboratorio. Se concluye que la hipótesis alternativa es aceptada para el caso de
los elementos no nitrogenados.
3.7.3 Resultados de los análisis realizados de la grasa
Cuadro N° 7 Composición de la Cascara de plátano
Grasa Repeticiones
Tratamientos I II III IV Σ trat. Xtrat. 70ºC 6,12 6,13 6,14 6,15 24,54 6,1480ºC 6,42 6,45 6,45 6,48 25,8 6,4590ºC 5,69 5,71 5,72 5,74 22,86 5,71100ºC 7,75 7,74 7,76 7,75 31 7,75
Σ total. 104,195 6,51
Suma de cuadrados 2
FC = 104,195 /16 = 678,54
2 2
Sc = 24,54 +……….. 31 - 678,54 = 9,2633 4
Sc total = 6,12^2 +……,7,75^2 - 2402,9604 = = 9,2670
Sc EE = 9,2670 - 9,2633 = 0,0038
Tabla Nº 3 Análisis de Varianza para los datos experimentales del contenido de
Grasa en el secado de la cáscara del plátano F de V Gl. SC CM F. cal. F. critica
Tratamientos 3 9,2632796 3,0878 9831,67 3,49 - 5,95 Error exp. 12 0,0037687 0,0003 Total 15 9,2670484
F. calculada = ** Altamente significativa
45
F.01 (3,12) = 3,49 F.05 (3,12) = 5,95
CV = 0,0003 x 100 = 0,27%
Prueba de Tukey
T = q(0.05-0.01) CEM r
T = 4.20 0.005 = 0,037215798 4
Cuadro de diferencias de medias
X1 X2 X3 X4 6,14 6,45 5,71 7,75
X4 7,75 1,62 1,30 2,04 0,00 X3 5,71 0,42 0,74 0,00 X2 6,45 0,32 0,00 X1 6,14 0,00
Conclusión
X1 a X2 ab X3 a X4 c
Letras distintas indican diferencia significativa
T = 5.50 0.005 = 0,048734974 4
Cuadro de diferencias de medias
X1 X2 X3 X4 6,14 6,45 5,71 7,75
X4 7,75 1,62 1,30 2,04 0,00 X3 5,71 0,42 12,16 0,00 X2 6,45 0,32 0,00 X1 6,14 0,00
Conclusión
X1 a X2 ab X3 a X4 c
Letras distintas indican diferencia significativa
6,51
46
Análisis de las respuestas experimentales
Se aplico un diseño Completamente al azar y se pudo determinar que la temperatura si
está influyendo en la calidad de la grasa de la cáscara de plátano en el proceso de
secado.
Con la finalidad de comprobar la veracidad del diseño aplicamos la prueba de Tukey
la que indicó que si hubo significancia entre los tratamientos, por lo que se sugiere
realizar la deshidratación a la temperatura de 100°C que es cuando existe mayor
cantidad de grasa. El Coeficiente de Varianza fue del 0.27% que es excelente
para pruebas en laboratorio. Se concluye que la hipótesis alternativa es aceptada para
el caso de la grasa.
3.7.4 Resultados de los análisis realizados de la fibra.
Cuadro N° 8
Composición de la Cascara de plátano Fibra
Repeticiones Tratamientos I II III IV Σ trat. Xtrat. 70ºC 7,57 7,59 7,60 7,6 30,36 7,5980ºC 7,48 7,47 7,49 7,45 29,89 7,4790ºC 8,22 8,23 8,24 8,22 32,91 8,23100ºC 7,75 7,77 7,78 7,8 31,10 7,77
Suma de cuadrados
2
Σ total. 124,25 7,77
FC = 124,25 /16 = 964,878906
2 2
Sc = 30,36 +…..……. 31,10 - 964,878906 = 1,3224 4
Sc total = 7,57^2 +……7,8^2 - 8793,28176 = 1,3253
Sc EE = 1,3253 - 1,3224 = 0,0029
47
Tabla Nº 4 Análisis de Varianza para los datos experimentales del contenido de
Fibra en el secado de la cáscara del plátano F de V Gl. SC CM F. cal. F. critica
Tratamientos 3 1,32240625 0,4408 1800,7234 3,49 - 5,95 Error exp. 12 0,0029375 0,0002 Total 15 1,32534375
F. calculada = NS No significativa
F.01 (3,12) = 3,49 F.05 (3,12) = 5,95
CV = 0,0002 x 100 = 0,20% 7.77
Prueba de Tukey
T = q(0.05-0.01) CEM r
T = 4.20 0.0460 = 0,032856221 4
Conclusión
X1 a X2 a X3 a X4 a
Letras distintas indican diferencia significativa
T = 5.50 0.0460 = 0,043026004 4
Cuadro de diferencias de medias
X1 X2 X3 X4 7,59 7,47 8,23 7,77
X4 7,77 0,19 0,30 0,45 0,00 X3 8,23 0,64 0,76 0,00 X2 7,47 0,12 0,00 X1 7,59 0,00
Conclusión
X1 a X2 a X3 a X4 a
Letras distintas indican diferencia significativa
48
Análisis de las respuestas experimentales
Se aplico un diseño completamente al azar y se pudo determinar que la temperatura si
está influyendo en la calidad de la Fibra en el proceso de secado.
Con la finalidad de comprobar la veracidad del diseño aplicamos la prueba de Tukey la
que determino que si hubo significancia entre los tratamientos.
El coeficiente de varianza fue del 0. 2% que es aceptable para pruebas en laboratorio. Se
concluye que la hipótesis nula es aceptada para el caso de la fibra.
3.7.5 Resultados de los análisis realizados de la ceniza.
Cuadro N° 9
Composición de la Cascara de plátano Ceniza
Repeticiones Tratamientos I II III IV Σ trat. Xtrat. 70ºC 11,28 11,26 11,25 11,26 45,05 11,2680ºC 11,22 11,25 11,27 11,24 44,98 11,2590ºC 12,54 12,55 12,53 12,58 50,2 12,55100ºC 11,59 11,62 11,65 11,63 46,49 11,62
Σ total. 186,72 11,67
Suma de cuadrados
2 FC = 186,72 /16 = 2179,0224
2 2
Sc = 45,05 +……….. 46,49 - 2179,0224 = 4,4934 4
Sc total = 11,28^2 +……11,63^2 - 3008,5225 = 4,4984
Sc EE = 4,4984 - 4,4934 = 0,0051
49
Tabla Nº 5 Análisis de Varianza para los datos experimentales del contenido de
Ceniza en el secado de la Cascara de plátano
F. calculada = ** Altamente significativa
F.01 (3,12) = -3,49 F.05 (3,12) = -5,95
CV = 0,0004 x 100 = 0,18% 11,67
Prueba de Tukey
T - q(0.05-0.01) CEM r
T - 4.20 0.008 - 0,043079868 4
Cuadro de diferencias de medias
X1 X2 X3 X4 11,26 11,25 12,55 11,62
X4 11,62 0,36 0,38 0,93* 0,00 X3 12,55 1,29 * 1,31* 0,00 X2 11,25 0,02 0,00 X1 11,26 0,00
Conclusión
X1 a X2 ab X3 c Letras distintas indican diferencia significativa X4 ab
T = 5.50 0.008 = 0,056414112
4
ºF de V Gl. SC CM F. cal. F. critica Tratamientos 3 4,49335 1,4978 3559,0891 3,49 -5 95 error experimentado 12 0,00505 0,0004 Total 15 4,4984
50
Cuadro de diferencias de medias XI X2 X3 X4
11,26 11,25 12,55 11,62 X4 11,62 0,36 0,38 0,93 0,00 X3 12,55 1,29 1,31 0,00 X2 11,25 0,02 0,00 X1 11,26 0,00
Conclusión
X1 a X2 ab X3 bc Letras distintas indican diferencia significativa X4 ab
Análisis de las respuestas experimentales
Se aplico un diseño Completamente al azar y se pudo determinar que la temperatura no está
influyendo en la calidad de la Ceniza en el proceso de secado.
Con la finalidad de comprobar la veracidad del diseño aplicamos la prueba de Tukey la que
determino que si hubo significancia entre los tratamientos.
El Coeficiente de Varianza fue del 0.18% que es excelente para pruebas en laboratorio. Se
concluye que la hipótesis Alternativa es aceptada para el caso de la Ceniza.
3.8 Diagrama de flujo de la cría de pollos en la etapa de engorde
Recepción
Lotización
Alimentación
Pesado
Faenado
Ración balanceada con cáscara de plátano
Pollos
Pollinaza
51
3.8.1 Recepción:
Se trabajo con pollos en la etapa de engorde, por lo que se compraron animales de 4,5lb
previamente revisados, para cerciorarnos que no ingresen al sistema de engordo
con alguna enfermedad.
3.8.2 Lotización:
Para poder llevar el control de los animales se segmentaron en tres lotes, y un testigo,
los lotes eran a base de 30 – 40 – 50 % de cascara de plátano respectivamente
y el testigo fue el balanceado de PRONACA número 4 para pollos.
Cuadro No. 10
Definición de las dietas balanceadas y distribución de los lotes de aves.
Fuente: Ullauri, Jorge/ UTE/2009
LOTE 1 Peso inicial promedio
Cant.de animales
DIETA 1 % de Proteína
2 Kg. 3 aves Polvillo de cono 30% Maíz molido 25% Ha. De cáscara de plátano 30% Ha. De sangre 15%
17,72 %
LOTE 2 Peso inicial promedio
Cant.de animales
TESTIGOS % de Proteína
165Kg 3 aves Balanceado PRONACA 100% 17%
LOTE 3 Peso inicial promedio
Cant.de animales
DIETA 1 % de Proteína
2 Kg. 3 aves Polvillo de cono 30% Maíz molido 15% Ha. de cáscara de plátano 40% Ha. De sangre 15%
17,62 %
LOTE 4 Peso inicial promedio
Cant.de animales
DIETA 1 % de Proteína
2 Kg. 3 aves Polvillo de cono 23% Maíz molido 10% Ha. de cáscara de plátano 50% Ha. De sangre 17%
17,85 %
52
3.8.3 Alimentación
Se realizaron 3 dietas balanceadas las cuales están detalladas en cuadro N°8, sus
respectivas formulaciones en las siguientes tablas. También se tomo en cuenta el
testigo, que fue el balanceado de PRONACA para pollos de engorde.
53
: : : :
M
Formulación de la dieta balanceada para el lote 1
Tabla N°6
TABLA PARA FORMULACION DE BALANCEADOS
CLIENTE: FORMULA ESPECIE
EDAD O PESO FECHA
TESIS / ULLAURI JORGE DIETA NUMERO 1 Pollos de engorde 4 semanas 01/09/2010
CANT $/lb $ INGREDIENTES Proteina NE ERGIA GRASA FIBRA CALCIO FÓSFORO Lisina Metionina
% Kg Kcal total % Kg % Kg % Kg % Kg % kg % Kg 30 0,14 4,05 Polvillo de trigo 17,5 5,25 3000 900 20,4 6,12 12 3,6 0,1 0,04 1 0,3 0,3 0,08 0,3 0,0825 0,12 2,88 MAIZ MOLIDO 9 2,25 3371 842,8 3,9 0,98 2 0,5 0 0,01 0,1 0,03 0,2 0,05 0,2 0,0530 0,06 1,80 Harina de Cascara de Platano 8,05 2,42 3680 1104 7,08 2,12 6,7 2 0 0 0 0 0 0 0 015 0,27 4,05 Harina de sangre 52,8 7,92 4100 615 20,6 3,09 3,3 0,5 0,3 0,04 0,2 0,03 6,9 1,04 0,9 0,14
100 13 TOTALES 17,8 3462 12,3 6,6 0,09 0,36 1,17 0,26 Costo de Formulacion 12,78 $
Costo de produccion 1,278 $Envase 0,3 $25% de Utilidad 3,588 $Precio del saco de 100lb 18 $Precio /lb 0,18 $
Fuente: Ullauri,Jorge/ UTE/2010
54
: : : :
M
Formulación de la dieta balanceada para el lote 2 Tabla N°7
TABLA PARA FORMULACION DE BALANCEADOS
CLIENTE: FORMULA ESPECIE
EDAD O PESO FECHA
TESIS / ULLAURI JORGE DIETA NUMERO 1 Pollos de engorde 4 semanas 01/09/2010
CANT
$/lb $
INGREDIENTES Proteina NE ERGIA GRASA FIBRA CALCIO FÓSFORO Lisina Metionina % Kg Kcal total % Kg % Kg % Kg % Kg % kg % Kg
30 0,14 4,05 Polvillo de trigo 17,5 5,25 3000 900 20,4 6,12 12 3,6 0,1 0,04 1 0,3 0,3 0,08 0,3 0,0815 0,12 1,73 MAIZ MOLIDO 9 1,35 3371 505,7 3,9 0,59 2 0,3 0 0 0,1 0,02 0,2 0,03 0,2 0,0340 0,06 2,40 Harina de Cascara de Platano 8,05 3,22 3680 1472 7,08 2,83 6,7 2,7 0 0 0 0 0 0 0 015 0,27 4,05 Harina de sangre 52,8 7,92 4100 615 20,6 3,09 3,3 0,5 0,3 0,04 0,2 0,03 6,9 1,04 0,9 0,14
100 12 TOTALES 17,7 3493 12,6 7 0,09 0,35 1,15 0,25 Costo de Formulacion 12,2 $
Costo de produccion 1,22 $Envase 0,3 $25% de Utilidad 3,44 $Precio del saco de 100lb 17,2 $Precio /lb 0,17 $
Fuente: Ullauri,Jorge/ UTE/2010
55
: : : :
M
Formulación de la dieta balanceada para el lote 3
Tabla N°8
TABLA PARA FORMULACION DE BALANCEADOS
CLIENTE: FORMULA
ESPECIE EDAD O PESO
FECHA
TESIS / ULLAURI JORGE DIETA NUMERO 1 Pollos de engorde 4 semanas 01/09/2010
CANT $/lb $
INGREDIENTES Proteina NE ERGIA GRASA FIBRA CALCIO FÓSFORO Lisina Metionina % Kg Kcal total % Kg % Kg % Kg % Kg % kg % Kg
23 0,14 3,11 Polvillo de trigo 17,5 4,03 3000 690 20,4 4,69 12 2,7 0,1 0,03 1 0,23 0,3 0,06 0,3 0,0610 0,12 1,15 MAIZ MOLIDO 9 0,9 3371 337,1 3,9 0,39 2 0,2 0 0 0,1 0,01 0,2 0,02 0,2 0,0250 0,06 3,00 Harina de Cascara de Platano 8,05 4,03 3680 1840 7,08 3,54 6,7 3,3 0 0 0 0 0 0 0 017 0,27 4,59 Harina de sangre 52,8 8,98 4100 697 20,6 3,51 3,3 0,6 0,3 0,05 0,2 0,04 6,9 1,17 0,9 0,15
100 12 TOTALES 17,9 3564 12,1 6,8 0,08 0,28 1,26 0,24 Costo de Formulacion 11,8 $
Costo de produccion 1,18 $Envase 0,3 $25% de Utilidad 3,33 $Precio del saco de 100lb 17 $Precio /lb 0,17 $
Fuente: Ullauri,Jorge/ UTE/2010
56
Análisis bromatológico del Balanceado de engorde de PRONACA
Elemento analizado PorcentajeProteína 17% Grasa 5% Fibra 5% Ceniza 8% EENN 52% Humedad 13%
Fuente: Ullauri, Jorge/ UTE / 2011
3.8.4 Pesado. Cumplidos los 7 días del estudio se procedió a pesar los animales los cuales
tuvieron ganancias, descritas con más detalle en el diseño experimental pero a
continuación se observa los incrementos de peso en la semana en promedio
generalizado.
Tabla N° 9
Incremento de pesos promedios por lotes
LOTES Tratamiento Peso promedio
inicial lb Peso promedio
final lb. Incremento de
peso Lb. 1 Dieta 1 4,51 5,31 0,8 2 Testigo 4,51 5,4 0,89 3 Dieta 2 4,4 5,13 0,73 4 Dieta 3 4,45 5,10 0,65
Fuente: Ullauri, Jorge/ UTE/2010
3.8.5 Faenado.
Terminado el proceso de engorde, se procedió a vender los animales para su
respectiva comercialización y/o faenado.
A continuación se presenta análisis bromatológico de las carnes de pollo para conocer
el valor nutricional que aporto cada fórmula
57
3.9 Diseño Estadístico para la prueba de la hipótesis.
A nivel de campo también se aplicará un diseño completamente al azar (DCA) donde
se analizara el incremento de peso de los animales en el tiempo que dure la
investigación con la diferentes dietas a elaborar (3 dietas y un testigo) con tres
repeticiones por cada tratamiento.
Descripción de los tratamientos
m = mezclas
% de cáscara de plátano deshidratada / % de complementos.
m1 = 30% / 70%
m2 = 40% / 60 %
m3 = 50% / 50%
Testigo = balanceado comercial.
Cuadro N°12
Definición de las dietas balanceadas.
DIETA 1 % de Proteína
Polvillo de cono 30%
Maíz molido 25%
Ha. De cáscara de plátano 30%
Ha. De sangre 15%
17,72 %
DIETA 2 % de Proteína
Polvillo de cono 30%
Maíz molido 15%
Ha. de cáscara de plátano 40%
Ha. De sangre 15%
17,62 %
DIETA 3 % de Proteína
Polvillo de cono 23%
Maíz molido 10%
Ha. De cáscara de plátano 50%
Ha. De sangre 17%
17,85 %
TESTIGO % de Proteína
Balanceado PRONACA 100% 17%
Fuente: Ullauri, Jorge/ UTE/2009
58
F de V Gl. SC CM F. cal. F. critica tratamientos 3 0,072066667 0,0240 6,3216 4.07 - 7.59 error experiment 8 0,0304 0,0038 total 11 0,102466667
3.9.1 Resultado de los análisis de la ganancia de peso de los pollos.
Cuadro N° 13
Ganancia de peso vivo de los pollos en 7 días Repeticiones Tratamientos I II III Σ trat. Xtra
t. Lote1 0,65 0,6 0,7 1,95 0,65 Lote2 0,9 0,8 0,9 2,6 0,87 Lote3 0,65 0,76 0,8 2,21 0,74 Lote4 0,8 0,7 0,7 2,2 0,73 Σ total. 8,96 0,75
Suma de cuadrados 2
FC = 8,96 /12 = 6,690133333
2 2
Sc = 1,95 +…. 2,2 - 6,690133333 = 0,0721 3
Sc total = 36^2 +……30^2 - = 6,690133333 0,1025
Sc EE = 0,1025 - 0,0721 = 0,0304
Tabla Nº 10
Análisis de Varianza para los datos de campo del incremento de peso vivo de los
animales en una semana F. calculada = * Significativa F.01 (3,08) = 4.07 F.05 (3,08) = 7.59
CV = 0,0038 x 100 = 8,26%
0,75
59
Prueba de Tukey
T = q(0.05-0.01) CEM r
T = 4.53 2,1667 = 3
0,16122388
Cuadro de diferencias de medias
X1 X2 X3 X4Conclusión 0,65 0,87 0,74 0,73
X4 0,73 0,08 0,13 0,00 0,00 a X3 0,74 0,09 0,13 0,00 a X2 0,87 0,22 * 0,00 b X1 0,65 0,00 a
Letras distintas indican diferencia significativa
T = 6.20 2.167 = 3
0,22065962
Cuadro de diferencias de medias
X1 0,65
X2 0,87
X3 0,74
X4 0,73
Conclusión
X4 0,73 0,08 0,13 0,00 0,00 a X3 0,74 0,09 0,13 0,00 a X2 0,87 0,22 0,00 a X1 0,65 0,00 a
Letras distintas indican diferencia significativa Análisis de las respuestas experimentales Se aplico un diseño Completamente al azar, y se pudo concluir que la dieta balanceada a base
de cascara de plátano deshidratada si esta influenciando en los pollos.
Con la finalidad de comprobar la veracidad del diseño aplicamos la prueba de Tukey la
que determino que si hubo una gran significancia entre el testigo y las dietas
balanceadas. El Coeficiente de Varianza fue del 8,26% que es excelente para pruebas en
campo. Concluimos que la hipótesis nula es rechazada, la dieta a base de cáscara de
plátano deshidratada si influyo en la ganancia de peso de los pollos.
60
3.10 Balances de materia y energía
3.10.1 Balance de Materia a nivel de Laboratorio para la obtención de cáscara
de plátano deshidratada.
Base de Cálculo en laboratorio 0,450Kg/h
Balance del secado
A= 0,450 Kg. de C. plátano Ax= 88%
Agua Ay = 12% Sólidos
totales
SECADO B= ? Bx= 100% Agua By = 0% Sólidos totales
C=? Cx= 10% Agua Cy = 90% Sólidos totales
Balance General
A = B + C
C = A - B
C = 0,450 - B
Balance parcial
Sólidos totales
A(0.12) - B (0) = C (0,9)
C = 0,054/0,9
C = 0.06 Kg Cáscara de plátano deshidratado
61
3.10.1.1 Rendimiento del proceso
Rendimiento =
Rendimiento =
Masa seca
Masa húmeda
0.06Kg. x 100
0,450Kg.
Rendimiento = 13,13 %
3.10.1.2 Balance de materia para la elaboración de las dietas balanceadas
Una vez determinada la mejor formulación del alimento balanceado que fue la Dieta 1
se procede a realizar los balances de materia. Base de Cálculo: 100 Kg./h
A = Harina de cascara de plátano = 30 Kg.
B = Polvillo de cono = 30 Kg.
C = Maíz = 25 Kg.
D = Harina de sangre = 15 Kg.
A B C D
MEZCLADOR
E
62
Balance General
A + B + C + D = E
30 + 30 + 25 + 15 = E
E = 100 Kg./h de Balanceado
Balance parcial de Humedad
A(Xa) + B(Xb) + C(Xc) + D(Xd) = E(Xe)
30(0.10) + 30(0.09) + 25(0.12) + 15(0.08) = 100(X)
3 + 2,7+ 3 + 1,2 X =
100
X = 9,9% Agua
Balance parcial de Sólidos
A(Xa) + B(Xb) + C(Xc) + D(Xd) = E(Xe)
30(0.90) + 30(0.91) + 25(0.88) + 15(0.92) = 100(X)
27 + 27,3 + 22 + 13,8 X =
X = 90,1% Sólidos Totales
*Grasa
A(Ga) + B(Gb) + C(Gc) + D(Gd) = E(Ge)
30(0.0708) + 30(0.204) + 25(0.039) + 15(0.206) = 100(X)
2,12 + 6,12 + 0,98 + 3,1 X =
100
100
63
X = 12,31% Grasa
*Proteína
A(Pa) + B(Pb) + C(Pc) + D(Pd) = E(Pe)
30(0.0805) + 30(0.175) + 25(0.09) + 15(0.528) = 100(X)
2,42 + 5,25 + 2,25 + 7,92 X =
100
X = 17,84% Proteína
*Fibra
A(Fa) + B(Fb) + C(Fc) + D(Fd) = E(Fe)
30(0.0668) + 30(0.118) + 25(0.02) + 15(0.0334) = 100(X)
2 + 3,54 + 0,5 + 0,5 X =
100
X = 6,54% Fibra
*Energía
A(Ea) + B(Eb) + C(Ec) + D(Ed) = E(Ee)
30(3680) + 30(3000) + 25(3370) + 15(4100) = 100(X)
1104 + 900 + 842,5 + 615 E =
100
E= 3461,5 Kcal.
64
3.10.2 Curva de secado
Cuadro Nº 14
Datos experimentales para la curva de secado
Fuente: Ullauri, Jorge / UTE 2010
Datos a nivel de laboratorio
Masa húmeda:
88% Masa
seca: 10%
Peso inicial de agua
Peso inicial de agua = Peso % de agua + Peso agua de la masa
seca Peso % de agua = Peso % agua muestra húmeda – Peso
muestra seca Peso % de agua = 1.0022 Kg. – 0.2489 Kg.
Tiempo
Muestra (Kg)
Kg de agua Agua
Tiempo (min) Velocidad
0 1,0022 0 0 0 0,790
20 0,7764 0,2258 0,2258 20 0,564
40 0,6141 0,1623 0,3881 40 0,401
60 0,5314 0,0827 0,4708 60 0,319
80 0,4685 0,0629 0,5338 80 0,256
100 0,4160 0,0525 0,5862 100 0,203
120 0,3787 0,0373 0,6235 120 0,166
140 0,3467 0,0320 0,6555 140 0,134
160 0,3175 0,0292 0,6847 160 0,105
180 0,2956 0,0219 0,7066 180 0,083
200 0,2773 0,0183 0,7249 200 0,065
220 0,2627 0,0146 0,7395 220 0,050
240 0,2489 0,0138 0,7533 240 0,036
260 0,2347 0,0142 0,7675 260 0,022
280 0,2282 0,0065 0,7740 280 0,016
300 0,2157 0,0124 0,7865 300 0,003
320 0,2130 0,0027 0,7892 320 0,000
340 0,2126 0,0004 0,7896 340 0,000
65
Peso % de agua = 0.7531 Kg. de agua
Peso de agua de masa seca
Peso de agua de masa seca = peso masa seca x % de agua
Peso de agua de masa seca = 0.2489 x 14.58 % Peso
de agua de masa seca = 0.0363 Kg. de agua Peso inicial
de agua = 0.7531 + 0.0363
Peso inicial de agua = 0.789 Kg. de agua
Peso de la muestra seca
Peso de la muestra seca = Peso de la muestra seca – peso del agua de la muestra seca
Peso de la muestra seca = 0.2489Kg de muestra seca – 0.0363 Kg. de agua de
la muestra seca
Peso de la muestra seca = 0.2126 Kg. de MS
Porcentaje de humedad inicial
% Humedad inicial del producto = Peso inicial de agua
Peso de muestra húmeda x100
% Humedad inicial del producto = 0.789 Kg.
1.0022 Kg. x 100
% Humedad inicial del producto = 78.73 %
Porcentaje de la humedad final
% Humedad final del producto = Peso de agua de muestra seca
Peso de muestra húmeda – peso de agua x 100
66
Masa total seca
% Humedad final del producto = 0.0363 Kg. de agua
1.0022 Kg. - 0.7531 Kg. de agua x 100
% Humedad final del producto = 14.57 %
Perdida de humedad
XT = Peso inicial de agua – Perdida de humedad
Cuadro Nº 15
Pérdida de humedad (XT)
Tiempo (h)
XT Pérdida de humedad Humedad total (Kg de agua)
0 XT1 = 0,790 Kg. 0 0,7896 0,25 XT2 = 0.790 Kg. 0,2258 0,5638 0,5 XT3 = 0,790 Kg. 0,3881 0,4015 0,75 XT4 = 0.790 Kg. 0,4708 0,3188
1 XT5 = 0,790 Kg. 0,5338 0,2558 1,25 XT6 = 0.790 Kg. 0,5862 0,2033 1,5 XT7 = 0,790 Kg. 0,6235 0,1661 1,75 XT8 = 0.790 Kg. 0,6555 0,1340
2 XT9 = 0,790 Kg. 0,6847 0,1049 2,25 XT10 = 0.790 Kg. 0,7066 0,0829 2,5 XT11 = 0,790 Kg. 0,7249 0,0646 2,75 XT12 = 0.790 Kg. 0,7395 0,0500
3 XT13 = 0,790 Kg. 0,7533 0,0362 3,25 XT14 = 0.790 Kg. 0,7675 0,0220 3,5 XT15 = 0,790 Kg. 0,7740 0,0155 3,75 XT16 = 0.790 Kg. 0,7865 0,0031
4 XT17 = 0,790 Kg. 0,7892 0,0004 4,25 XT18 = 0.790 Kg. 0,7896 0,0000
Fuente: Ullauri, Jorge / UTE 2010
Contenido de humedad (x)
Contenido de humedad =
Contenido de humedad =
Humedad total
Masa total seca
Kg de agua Kg. de muestra seca
67
Contenido medio de humedad = X1
Muestra seca
Cuadro Nº 16
Contenido medio de humedad
Tiempo(h) X
Pérdida de humedad
Contenido medio de
(Kg Agua/Kg MS)
(Kg Agua/Kg MS)
0 XT1 = 0,790 Kg. 0 0 0,25 XT2 = 0.790 Kg. 2,652 0,763 0,5 XT3 = 0,790 Kg. 1,888 0,389 0,75 XT4 = 0.790 Kg. 1,499 0,296 1 XT5 = 0,790 Kg. 1,203 0,247 1,25 XT6 = 0.790 Kg. 0,956 0,175 1,5 XT7 = 0,790 Kg. 0,781 0,151 1,75 XT8 = 0.790 Kg. 0,63 0,137 2 XT9 = 0,790 Kg. 0,493 0,103 2,25 XT10 = 0.790 Kg. 0,39 0,086 2,5 XT11 = 0,790 Kg. 0,304 0,069 2,75 XT12 = 0.790 Kg. 0,235 0,065 3 XT13 = 0,790 Kg. 0,17 0,067 3,25 XT14 = 0.790 Kg. 0,104 0,031 3,5 XT15 = 0,790 Kg. 0,073 0,059 3,75 XT16 = 0.790 Kg. 0,015 0,013 4 XT17 = 0,790 Kg. 0,002 0,002 4,25 XT18 = 0.790 Kg. 0 0
Fuente: Ullauri, Jorge/ UTE 2010
Velocidad de secado
Velocidad de secado = XT1 – XT2
T * A
68
Cuadro Nº 17
Velocidad de secado
Fuente: Ullauri, Jorge / UTE 2010
Gráfico 3
Fuente: Ullauri, Jorge/UTE 2010
Tiempo(h) X FORMULA Velocidad de secado
Kg. H2O/h m2
0 V1 = XT1 – XT2
T * A
0
0,25 V2 = XT1 – XT2 0,544
0,5 V3 = T * A 0,092
0,75 V4 = XT1 – XT2 0,042
1 V5 = T * A 0,025
1,25 V6 = XT1 – XT2 0,014
1,5 V7 = T * A 0,010
1,75 V8 = XT1 – XT2 0,008
2 V9 = T * A 0,005
2,25 V10 = XT1 – XT2 0,004
2,5 V11 = T * A 0,003
2,75 V12 = XT1 – XT2 0,002
3 V13 = T * A 0,002
3,25 V14 = XT1 – XT2 0,001
3,5 V15 = T * A 0,002
3,75 V16= XT1 – XT2 0,000
4 V17 = T * A 0,000
4,25 V18 = XT1 – XT2 0,000
69
Gráfico Nº 4
Velocidad de secado Vs Tiempo
0,600
0,500
0,400
0,300 maralf alf a
0,200
0,100
0,000 0,0 0,2 0,5 0,8 1,2 1,5 1,8 2,2 2,5 2,8 3,2 3,5 3,8 4,2 4,5 4,8 5,2
Horas Fuente: Ullauri, Jorge/UTE 2010
Tiempo teórico de secado
S xf θ2 = dx/dw
A x1
S θ2 = x área bajo la curva
A
S 1 1 1 1 Área bajo la curva = (Xc – X2) + + +
A W1/2 W2 W3 W4/2
0.2126 Kg MS 1 1 1 θ2 = x(2,65 – 0.104) + +
1.79 m2 0.2381/2 0.1508 0.037/2 θ2 = 0.119 x (2.546) x ( 7.59)
θ2 = 2.3 h
Tiempo Práctico de secado = 2.3 Horas
70
Gráfico Nº 5
Area bajo la curva
3,500
3,000
2,500
2,000
1,500
1,000
0,500
0,000
0,0 0,2 0,5 0,8 1,2 1,5 1,8 2,2
Horas
Fuente: Ullauri, Jorge/UTE 2010
3.10.3 Balance de energía a nivel de Laboratorio para la obtención de cascara de
plátano deshidratada.
Balance de energía del secado
Gráfico Nº 6
Secador del Laboratorio
Q3
Q1
Q2
Q5
Q4
71
Q1 = Calor de paredes verticales (frontal trasera)
Q2 = Calor de las paredes verticales (laterales)
Q3 = Calor de las paredes horizontales (arriba abajo)
Q4 = Calor del producto
Q5 = Calor del combustible
Ecuación para realizar el balance de energía
Balance general
Q4 = Q1 + Q2 + Q3
Calor de las paredes verticales frontal posterior
Datos
Ts = 45ºC
Tα =25ºC
L = 0.66 m
Ts + Tα Tf =
2
(45 + 25)ºC Tf = = 35ºC + 273.15 = 308.15ºK
2
Coeficiente isobárico
1 1
ß = = = 3.24 x 10-3 K -1
T 308.15 ºK
Se tomaron los datos del libro de Ingeniería de Alimentos de Batty en la tabla C9
72
del apéndice a 308.15ºK.(Ver Anexo A-2)
K = 0.0269 W/m ºC
µ = 1.998 Kg/m s x 10-5
ρ = 1.148 Kg/m3
Pr = 0.706
g ß (Ts – Tα) ρ2 L3
Gr = µ 2
9.8 x 3.24 x 10-3 (45 – 25) (1.148)2 (0.66)3
Gr = (1.998 x 10-5) 2
Gr = 6.02 x 108
Gr Pr = 4.25 x 108
Log10 Gr Pr = 8.63 Para encontrar Nusselt se procede a dar lectura de la curva en la página 200 del libro de
fundamentos de la Ingeniería de Alimentos de Batty (Vera Anexo A-4).
Nu = 101.9 = 79.43
h x L Nu=
k
Dónde:
Nu = Número de Nusselt
h = Coeficiente de transferencia de calor
L = Longitud
73
h = 3.165 W/ m2ºC
k = Conductividad térmica del aire
Nu x k h= L
79.43 x 0.0269 W/m ºC h =
0.66 m
h = 3.24 W/m2°C
Área de la pared vertical (frente atrás)
A = b x h
Dónde: b
= base h
= altura
A = 0.66 m x 0.54 m x 2
A = 0.7128 m2
Calor de las paredes verticales (frente atrás)
Q1 = h x A x ∆T
Q1 = 3.24 W/ m2ºC x 0.7128 m2 x (45 – 25 )ºC
Q1 = 46.2W
Calor de las paredes verticales laterales
Datos
Ts = 45ºC
Tα =25ºC
L = 0.50 m
Ts + Tα Tf =
2
(45 + 25)ºC Tf = = 35ºC + 273.15 = 308.15ºK
2
74
Coeficiente isobárico
1 1 ß = = = 3.24 x 10-3 K -1
T 308.15 ºK
Se tomaron los datos del libro de Ingeniería de Alimentos de Batty en la tabla C9
del apéndice a 308.15ºK.(Ver Anexo A-2)
K = 0.0269 W/m ºC
µ = 1.998 Kg/m s x 10-5
ρ = 1.148 Kg/m3
Pr = 0.706
g ß (Ts – Tα) ρ2 L3
Gr = µ 2
9.8 x 3.24 x 10-3 (45 – 25) (1.148)2 (0.50)3
Gr = (1.998 x 10-5) 2
Gr = 2.62 x 108
Gr Pr = 1.85 x 108
Log10 Gr Pr = 8.27
Para encontrar Nusselt se procede a dar lectura de la curva en la página 200 del libro
de Fundamentos de la Ingeniería de Alimentos de Batty (Vera Anexo A-4).
Nu = 101.7 = 50.12 h x L
Nu= k
75
h = 3.165 W/ m2ºC
Dónde:
Nu = Número de Nusselt
h = Coeficiente de transferencia de calor
L = Longitud
k = Conductividad térmica del aire
Nu x k h= L
50.12 x 0.0269 W/m ºC h =
0.50 m
h = 2.7 W/m2°C
Área de la pared vertical (frente atrás)
A = b x h
Dónde: b
= base h
= altura
A = 0.66 m x 0.54 m x 2
A = 0.54 m2
Calor de las paredes verticales (LATERALES)
Q2 = h x A x ∆T
Q2 = 2.7 W/ m2ºC x 0.54 m2 x (45 – 25 )ºC
Q2 = 29 W
76
Calor de las paredes horizontales
Datos
Ts = 50ºC
Tα =25ºC
L = 0.66 m
Ts + Tα Tf =
2
(50 + 25)ºC Tf = = 25.25ºC + 273.15 = 310.65ºK
2
Coeficiente isobárico
1 1 ß = = = 3.22 x 10-3 K-1
T 310.65 ºK
Se tomaron los datos del libro de Ingeniería de Alimentos de Batty en la tabla C9
del apéndice a 310.65ºK. (ver anexo A-2)
K = 0.027 W/m ºC
µ = 2 Kg/m s x 10-5
ρ = 1.1392 Kg/m3
Pr =0.7057
g ß (Ts – Tα) ρ2 L3
Gr = µ 2
9.8 x 3.22 x 10-3 (50 – 25) (1.1392)2 (0.66)3
Gr = (2x 10-5) 2
Gr = 7.36 x 108
Gr Pr = 5.2 x 108
77
Para encontrar Nusselt se localiza en la página 202 del libro de Fundamentos de la
Ingeniería de Alimentos de Batty para determinar la fórmula adecuada.
Nu = 0.14(GrxPr)0.333 = 240.74
h x L Nu=
k
Dónde:
Nu = Número de Nusselt
h = Coeficiente de transferencia de calor
L = Longitud
k = Conductividad térmica del aire
Nu x k h=
L
240.74 x 0.027 W/m ºC h =
0.66 m
h = 9.85 W/ m2ºC
Área de la pared horizontal
A = b x h
Dónde: b
= base h
= altura
A = 0.66 m x 0.50 m x 2
A = 0.66 m2
78
Calor de las paredes horizontales
Q3 = h x A x ∆T
Q3 = 9.85 W/ m2ºC x 0.66 m2 x (50 – 25 )ºC
Q3 = 162.53 W
Calor Práctico del producto
Balance General:
Q5 = Q1 + Q2 + Q3 + Q4
1143.1W = 46.2W + 29W + 162.53W + Q4
Q4 = 1143.1W - 46.2W - 29W - 162.53W
Q4 = 905.37W
Cálculo del calor de la fuente de energía
Datos:
Se midió el voltaje y el amperaje del equipo con los siguientes resultados.
V = 115 v
I = 14.2 Amp.
P = 1633 Watts x 0.7 (perdidas de calor por la paredes)
P = 1143.1Watts.
Q5 = 1143.1W
Calor teórico del producto
Calor específico de la cáscara de plátano seca
Datos
% Humedad = 10 %
% sólidos = 90%
Cp agua = 4.19 KJ / Kg.
ºC Cp sólido = 1.38 KJ /
Kg. ºC
79
Calor específico de la cáscara de plátano seca
M H2O M Sólido Cp C. plátano = * Cp H2O + * Cp sólido
M M
10 90 Cp C. plátano = * 4.19 KJ/Kg. ºC + * 1.38 KJ/Kg. ºC
100 100
Cp plátano = 1.66 KJ/Kg.ºC
Balance del secado
A= 0,450 Kg. de C. plátano Ax= 88% Agua Ay = 12% Sólidos totales
SECADO B= ? Bx= 100% Agua By = 0% Sólidos totales
C=?
Cx= 10% Agua Cy = 90% Sólidos totales
Balance General
A = B + C
C = A - B
C = 0,450 - B
80
Balance parcial
Sólidos totales
A(0.12) - B (0) = C (0,9)
C = 0,054/0,9
C = 0.06 Kg cáscara de plátano deshidratado
Balance general
A = B + C
B = 0,450 – 0,06
B = 0,39 Kg de agua evaporada
Datos
Cp de la C. plátano = 1.66 KJ/Kg. ºC
∆H(70ºC)= 2257 KJ/Kg.
Calor sensible
QS = m x Cp x ∆T
QS = 0.177 Kg/h x 1.66 KJ/ Kg. ºC x (100-25)ºC
QS = 23.9 KJ/h x 1000J/1KJ x 1h/3600s
QS = 6.64W
Calor latente
QL = m x Hfg
QL = 0.825Kg/h x 2257 KJ/Kg.
QL = 1862 KJ/h x 1000J/1KJ x 1h/3600s
QL = 517.23W
Calor total teórico del producto
QT = QS + QL + 30%
QT = 517.23 W + 6.64 W
QT = W x 1.3
QT = 681.03W
81
Eficiencia del secador
Eficiencia = Q teórico del producto x 100 Q práctico del producto
Eficiencia = 681.03W x 100
905.37 W
Eficiencia = 75.22 %
Cálculo del coeficiente global de transferencia de calor
Área de las bandejas usadas en el secado
0.585 m
0.51 m
A = b x h
A = 0.51 m x 0.58.5 m x 6
A = 1.79 m2
Calor en la superficie de las bandejas
Q = U x A x ∆T
U = 905.37W / 1.79m2 x (100-25) °C
U = 6.7W/m2°C
82
CAPÍTULO IV
DISEÑO DE LA PLANTA
4.1 Localización del proyecto
Para el caso de los galpones de pollos, generalmente se ha instalado la planta
de balanceados junto a ellos para evitar los gastos de transportación y disponer
del alimento todo el tiempo. También son importantes los factores de los servicios
básicos, luz y agua, y por experiencia propia de esta tesis también es necesario
adquirir una planta eléctrica para el caso de apagones. 4.1.1 Macro localización Continente Americano
América del Sur
Ecuador 4.1.2 Micro localización Provincia de Santo Domingo de Tsáchilas
Ciudad Santo Domingo 4.1.3 Ubicación La planta se ubicará en el Km. 7 de la vía Quevedo, en primer lugar porque nuestro
galpón se encuentra localizada aquí, también cuenta con vías de acceso en buen estado
lo cual facilitará la entrada de la materia prima y de la mano de obra. También se cuenta
con los servicios básicos como luz, agua y telefonía celular facilitando la comunicación
con los proveedores y demás personas en caso de que se lo requiera.
83
4.1.4. Mano de obra La mano de obra se obtendrá de personas que habitan dicho sector y no se requiere
de mano de obra altamente calificada ya que la elaboración de mezclas
balanceadas es sencilla.
4.1.5. Servicios básicos Luz
Se considera que el abastecimiento de energía eléctrica es de gran importancia por lo
que se instalará un generador en caso de emergencia para que la fábrica no se paralice. Agua
Se cuenta con un río que nos provee de agua de buena calidad, también se cuenta con
tres pozos profundos. Teléfono
Se contará con los servicios telefónicos de las Empresas Porta y Movistar.
4.3.- Diseño del secador El secador tiene una capacidad de 75Kg./h de Cascara de plátano fresco por un periodo
de 4 horas al día, y una capacidad de descarga de 23Kg/h. de pasto seco.
Se tomó en consideración el secador rotatorio como ejemplo para elaborar el equipo
a nivel piloto, pues se necesitaba un diseño que permitiera continuidad al proceso
de secado. El producto ingresa por la tolva de alimentación, y es hecho transitar a lo
largo del tambor asentado en dos bases con rodillos como soportes de seguridad, el
aire es calentado por medio de un intercambiador de calor seco de tubos que
tiene por combustible el gas propano.
El flujo del aire es a contracorriente ya que generan mayor eficiencia de transferencia
84
de calor según el libro de Perry.
La relación del diámetro vs la longitud es de 1-10, nuestra relación fue de 10,9 la cual n
o efecto drásticamente la eficiencia del equipo, ya que no empleamos como fuerza
motriz del aire un ventilador sino una fragua la cual posee una velocidad mayor, y no
permitió que el vapor de agua se condense en el equipo.
El número de revoluciones del tambor varia de 10 a 3 rpm, inversamente proporcional
al diámetro del equipo, por ejemplo para un equipo con un diámetro de 0,96m la
velocidad será de 6rpm, y para un diámetro de 2,4m será de 3.el equipo posee 10 rpm
elevada para un diámetro de 0,56m pero compensada con la inclinación del equipo.
Los valores referenciales del coeficiente global de transferencia de calor es decir U son
los siguientes. Hornos rotatorios de calor por conducción 17 – 85 W/m2°C (Ver anexo A-3))
4.4 Balance de materia a nivel piloto real
Base de cálculo
100Kg/h
Balance del secado
A= 100Kg. de C. plátano Ax= 88% Agua Ay = 12% Sólidos totales
SECADO B= ? Bx= 100% Agua By = 0% Sólidos totales
C=? Cx= 15% Agua Cy = 85% Sólidos totales
85
Balance General
A = B + C
C = A - B
C = 100 - 86
C = 14 Kg de Harina de cascará de plátano
Balance parcial
Humedad
100(0.88) = 86(1) + 14 (x)
x = 4/14
x = 14% de agua
Sólidos totales
100(0.12) = 86(0) + 14 (x)
x = 12/14
x = 86% de sólidos totales
3.5.1.7. Rendimiento del proceso
Rendimiento = Masa seca
Masa húmeda
14 Kg
Rendimiento = x 100
100Kg.
Rendimiento = 14 %
86
4.5 Balance de energía en el secador a nivel piloto real
Ingreso de Aire Corriente de Aire caliente
T1= 25 °C Ø1= 40%
1 2 Inter cambiador
de calor
T2= 200 °C Ø2= 0.001%
Aire húmedo
T4= 55 °C 4 Ø4= 65%
Pasto seco 5
T5= 45°C
SECADOR
3 Pasto fresco
T3= 25°C M5= 21.7Kg/h St = 85%
M3= 73.8Kg/h St = 25%
Balance general del proceso.
M2 + M3 = M4 + M5
Un balance de masa de agua que entra y que sale nos da:
M2ω2 + M3 = M4ω4 + M5
ω4 = ω2 + M3 - M5 M2
La humedad absoluta se calcula mediante la siguiente formula
ω1 = ω2
ω1 = 0.622 ØPg (P - ØPg)
87
ω1 = 0.622 0.40(3.169) (101 – (0.40x3.169))
ω1 = 0.0079 Kg de vapor / Kg de Aire seco
ω1 = ω2
ω2 = 0.0079 Kg de vapor / Kg de Aire seco
ω4 = 0.622 ØPg (P - ØPg)
ω4 = 0.622 0.65(31.19) (101 – (0.65x31.19)
ω4 = 0.1562 Kg de vapor / Kg de Aire seco
Volvemos a la formula general del balance
M2 + M3 = M4 + M5
M4 = M2 + 73.8 – 21.7
M4 = M2 + 52.1
Balance de Agua que entra y sale del sistema
M2ω2 + M3 = M4ω4 + M5
M20.0079 + 73.8 (0.75) = M40.1562 + 21.7 (0.15)
M20.0079 + 55.35 = (M2 + 52.1) 0.1562 + 3.255
55.35 - 3.255 = M2 0.1562 - M20.0079 + 8.13
M2 = 43.965 0.1481
M2 =296.86 Kg/h
M4 = M2 + 52.1
M4 = 348.96Kg/h
88
La fórmula para el balance de energía del sistema del secador es la siguiente:
Q = MpeCpe(Tpe – Tpi) + Ma[Ca(Tae – Tai) + ωai(hve - hvi)] + Mevap.(hve – hli) + Qperdido
En donde
Q = transferencia de calor que se necesita
Mpe = velocidad de flujo de masa del producto que sale del
sistema. Cpe= calor específico del producto de salida.
Tpe = temperatura del producto a la salida.
Tpi = temperatura del producto a la entrada.
Ma = velocidad de flujo de masa del aire seco a la entrada del secador.
Ca = calor específico a presión constante del aire seco.
Tae = temperatura del aire a la salida.
Tai = temperatura del aire a la entrada.
ωai = humedad absoluta del aire que entra al secador.
Hve = entalpía del vapor de agua en la salida del aire.
Hvi = entalpía del vapor de agua en la entrada del aire.
Mevap = velocidad de evaporación dentro del secador.
hil = entalpía del vapor de agua líquida en la entrada del producto.
Qperdido = perdida de calor a través de las paredes por fugas de aire.
Q = MpeCpe(Tpe – Tpi) + Ma[Ca(Tae – Tai) + ωai(hve - hvi)] + Mevap.(hve – hli) + Qperdido
Cp de la Maralfalfa = 1.8 KJ/Kg. ºC
Q = [21.7Kg/h x 1.8KJ/Kg°C(45 – 25)°C]+{296.86Kg aire/h[1.0069KJ/Kg(55 – 25)°C +
0.0079KgH2O/KgAs(2600.9 – 2547.2)KJ/Kg]} + [52.1KgH2O/h(2600.9 – 104.89)KJ/Kg)]
+ 30%
Q = 781.2KJ/h + 9093.19KJ/h + 130042.12KJ/h
Q = 139916.51 KJ/h + 0%
Q = 181891.46KJ/h //
89
Mcomb = 5.41Kg de gas / h x 4horas de proc
M combustible = 181891.46KJ/h
(48x103 KJ/Kg) (0.7)
Eso
Mcomb = 21.65 Kg de gas por jornada.
Costo = 21.7 Kg x 1.6 $ 12.5Kg
Costo = 2.77 $ por jornada
Costo por Kg = 0.038$/Kg de pasto seco
Calor teórico del producto
Calor sensible
QS = m x Cp x ∆T
QS = 21.7Kg/h x 1.66 KJ/ Kg. ºC x (200-25)ºC
QS = 6835.5 KJ/h
Calor latente
QL = m x Hfg
QL = 52.1Kg/h x 1940.7 KJ/Kg.
QL = 101110.47 KJ/h
Calor total teórico del producto
QT = QS + QL + 30%
QT = 6835.5 KJ/h + 101110.47 KJ/h
QT = 107945.97 x 1.3
90
QT = 140329.76KJ/h //
Calor de combustión del gas.
50% butano /50% propano
C= 48000KJ/Kg x 1000J/1KJ
C = 48x103 KJ/Kg
M combustible = 140329.76KJ/h (48x103 KJ/Kg)(0.7)
M comb = 4.17Kg/h x 4 h
M comb = 16.7 Kg de gas
1 cilindro de gas alberga 12Kg de gas a $ 1.8
El Kg. De gas es igual 0.133 dólares el Kg. X 18.66 = $ 2.34
Eficiencia del secador
Eficiencia = Q teórico del producto x 100 Q práctico del producto
Eficiencia = 140329.76KJ/h x 100
181891.46KJ/h
Eficiencia = 77.15 %
91
Cálculo del coeficiente global de transferencia de calor Área de contacto del secador
Si descomponemos el cilindro tenemos una figura rectangular
6.3 mt
1.76mt
A = b x h
A = 6.3 m x 1.76 m
A = 11m2
A de las aspas = bxL
Aasp = 0.15m x 0.9m x 14 aspas
Aasp = 1.89m2
Atotal = 12.89m2
92
Calor en la superficie de las bandejas
Q = U x A x ∆T
U = Q A x ∆T
Q = 181891.46KJ/h x 0.277 W- h /KJ
Q = 50525.41W
U = 50525.41W / 12.89m2 x (200-25) °C
U = 22.4 W/m2°C
En la página 20-46 de desecación de sólidos del libro del Ingenio Químico de
Jhon Perry, indica que los coeficientes de transmisión de calor para secadores que
usan como fuente de calentamiento tubos de vapor varían de 30 a 85 W/m2°C.
Es necesario explicar que este tipo de secadores son empleados en materiales
difíciles de desecar y finamente dividido, nuestro producto es un material
orgánico de fácil desecación.
Cálculo del coeficiente global de transferencia de calor del Intercambiador
93
Convección forzada en flujo normal para cilindros circulares
Nu = C(ReD)n
ReD = ρxVxD
μ
Datos a 25°C
μ = 1,983x10-4 Kg/mxs
K = 0,02624W/m°C
Pr = 0,708
ρ = 1,1774Kg/m3
ReD = 1,1774Kg/m3 x 25m/s x 0.432m
1,983x10-4 Kg/mxs
ReD = 638277.86
Según La tabla 12-1 de los coeficientes para convección forzada del libro de Batty
en flujo normal para cilindros circulares tenemos. (ver anexo A-3)
C = 0,024
n = 0.805
Nu = C(ReD)n
Nu = 0,024(638277.86)0.805
Nu = 1130,43
h = Nu x K
D
h = 1130,43 x 0,02624W/m°C
0,43m
h = 68,98 W
m2 °C
Por ser un intercambiador de calor el h = U. Valor referencial para comprobar un
valor practico a partir de los siguientes datos
94
Q = h A ΔT
h = U
Q = U A ΔT
Q = 0525.41W A = 4m2
ΔT = 175°C
U = Q A x ∆T
U = 50525.41W
4m2 x 175°C
U = 72.18 W/m2°C
Este valor es eminentemente práctico ya que se soporta en lecturas reales, y medidas
del equipo que fue construido
Porcentaje de error = U practico – U teórico x 100
U practico
% error = 72.18 W/m2°C - 68,98 W/m2°C x 100 72.18 W/m2°C
%error = 4.4%
Es necesario hacer la siguiente relación para sustentar el U practico encontrado
en el equipo, En la tabla 12-4 Orden de magnitud de los coeficientes de
transferencia de calor por convección. De la Pág. 207 del libro de Batty.
Para superficies expuestas a convección forzada de aire el U será el
siguiente correspondientemente. (ver anexo A-3)
Velocidad – 3m/s 15W/m2°C
Velocidad – 15m/s 50W/m2°C
95
Nuestra velocidad fue de 25m/s y realizando una extrapolación con estos datos el
U debería ser de 79,16 W/m2°C. lo que nos indica que nos encontramos dentro del
rango establecido en los libros.
4.6 Cálculo del requerimiento de energía de la planta
En la determinación del requerimiento total de energía eléctrica de la
planta primeramente se debe conocer qué cantidad se va a gastar en la iluminación
y luego relacionar con el costo por hora.
Iluminación
Se determinó que se van a usar 10 focos ahorradores fluorescentes en el área de
producción de 110 Voltios y 44 Watts de potencia.
10 focos (44 Watts) = 440 Watts = 0.44 KW
W = 0.44 KW/h x 8h = 3.52 KW se van a usar en un turno de 8 horas.
Requerimiento total de energía en la planta de producción
Secador 3 HP ; 220V ; 15Amp
P = 216V x 15 Amp
P = 3225W; 3.225KW
Consumo por turno
3.225KW/h x 4h = 12.9KW
Picadora 10 HP; 220V; 35Amp
P = 215V x 35Amp
P = 7525W ; 7.525KW
Consumo por turno
7.525KW/h x 2h = 15.45KW
Consumo total = 3.52 KW + 12.9KW + 15.45KW
Consumo total = 31.87 KW
La potencia para la planta es de 31.87 KW/ día.
96
4.7 Costo del secador
4.8 Costo del secado.
El costo por Bach de secado es de $2,34
El peso final por Bach de la cáscara de plátano es de 23,7Kg
El precio de la cáscara de plátano deshidratada es de $0,132 por Kg, que también
se expresa en $0,06 por libra.
$6 cada quintal de Harina de cáscara plátano frente a los $12 que vale el maíz.
97
98
CAPÍTULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 Conclusiones.
o Se determinó que la mejor temperatura de secado para la cáscara de
plátano conservando las propiedades de la proteína era a 70 °C por 5 horas y 15 minutos.
o Se obtuvo una harina de cáscara de plátano de buena calidad bromatológica
debido al tipo de secado que se le aplico, además se tamizo la harina con
una criba de 3mm, suficiente para realizar las mezclas balanceadas para los
pollos.
o Los análisis bromatológicos demuestran que la harina de cáscara de plátano es
muy parecido químicamente al maíz, debido a su alto contenido de
carbohidratos lo que sería beneficioso económicamente si reemplazamos el
porcentaje del 30%.
o Se realizaron tres mezclas alimenticias, siendo la idónea, la de 30% de
harina de cáscara de plátano, ya se obtuvo una ganancia de 0,78lb en la
semana, igualando al testigo.
o Los costos están representados junto a las fórmulas, existiendo diferencia de
poca significancia entre las dietas pero si una gran significancia respecto al
testigo, la mejor dieta fue la de 30% de cáscara de plátano con un costo de $18
y el testigo que fue el balanceado de PRONACA que tiene un precio de $23.
99
5.2 Recomendaciones
• Se recomienda dejar prendida la luz en la noche para que los pollos coman
de igual manera en el día como en la noche, ya que de esta manera se
incrementa más el peso diario de los animales.
• Se sugiere no almacenar más de 30 días las mezclas balanceadas, ya que
tienden a humedecerse debido a la alta humedad relativa que tiene Santo
Domingo y a enranciarse por las grasas.
• Se recomienda no engordar por más de dos semanas, porque la
conversión alimenticia empieza a bajar.
• Se recomienda cortar la cáscara del plátano en trozos de máximo 2 cm
para mejorar el secado y la calidad de la harina.
• Se recomienda deshidratar la cáscara del plátano hasta un mínimo de 10%
de humedad para poder realizar un molido de buena calidad y además
se debe tamizar con una criba de 3mm.
100
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103
ANEXOS
104
Fotos del proceso de engorde
105
106
107
108
109
Tablas
110
111
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