DIAGNOSTICO DE ECO-EFICIENCIA: LACTEOS CHISACSI

ESTUDIO DE CASO: DIAGNÓSTICO DE ECO-EFICIENCIA EN LOS LÁCTEOS CHISACSÍ ALTA GRACIA, GUATEMALA

Abril

Diciembre 2010

Este documento es posible por el apoyo del Pueblo de los Estados Unidos a través de la Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo International (USAID). El contenido de este documento es la única y exclusiva responsabilidad de Chemonics International y no necesariamente reflejan las opiniones de USAID o del Gobierno de los Estados Unidos.

PROGRAMA DE USAID DE EXCELENCIA AMBIENTAL Y LABORAL PARA CAFTA-DR 1

1. Antecedentes

El proyecto de diagnósticos rápidos de Producción Más Limpia en el sector empresarial fue desarrollado en el marco del Programa de USAID de Excelencia Ambiental y Laboral para CAFTA-DR, para apoyar el cumplimiento de las obligaciones ambientales y laborales incluidas en el Tratado de Libre Comercio suscrito entre los países de Centroamérica y República Dominicana con los Estados Unidos.

Este proyecto tiene como objetivo brindar asistencia técnica a pequeños y medianos empresarios de la región para mejorar la eficiencia con la cual utilizan la energía, el agua, los materiales y otros recursos en sus operaciones, a fin de reducir su impacto ambiental y sus costos operativos.

2. Descripción de la empresa

Lácteo Chisacsí es una pequeña empresa procesadora de productos lácteos ubicada en el kilómetro 195 de la carretera a Cobán, en Alta Verapaz, Guatemala. Cuenta con 25 empleados y procesa aproximadamente 20,000 litros de leche cruda por semana.

Sus principales productos son la crema líquida, quesos (fresco, de capas, de pita y requesón), yogurt y leche saborizada.

3. Descripción del trabajo realizado

En 28 de octubre de 2009 un grupo de consultores del proyecto llevó a cabo un diagnóstico en Lácteos Chisacsí a fin de identificar oportunidades para mejorar el uso de recursos, reducir costos operativos, así como disminuir su impacto ambiental. Los consultores presentaron sus recomendaciones en un informe técnico y, posteriormente, ayudaron a la empresa a evaluar y planificar la implementación de las mejoras identificadas.

A continuación se presentan algunas de las mejoras que Lácteos Chisacsí implementó o está implementando en base a las recomendaciones hechas por los consultores o a oportunidades identificadas por la misma empresa después del diagnóstico.

“... Debemos reconocer que la Producción Más Limpia ha sido un elemento importante en la cultura de detectar fallas, mejorar nuestros procedimientos y capacitar más al personal ...”

Oscar Grotewold, Lácteos Chisacsí

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3.1 Facilitar el manejo de la leche en la planta

Situación inicial

El manejo de la leche entre los diferentes procesos que hay en la planta se realiza generalmente con baldes o con bombas y mangueras.

Esta forma de manejo tiene los siguientes inconvenientes: requiere mucha mano de obra; incrementa las pérdidas de producto por goteo, salpicaduras y derrames accidentales; y aumenta la cantidad de implementos que deben ser lavados al final de la jornada (baldes, mangueras y bombas).

Figura 1: Vaciado de los bidones de leche que llegan a la planta con bomba y manguera.

Figura 2: Alimentación de las descremadoras con balde.

Mejora

A principios del 2011, la empresa realizará una ampliación y renovación general de la planta de producción. Como parte de este proyecto, la empresa esta rediseñando la distribución de sus equipos y colocando parte de estos en cascada para permitir realizar ciertos trasvases por caída libre en vez de con baldes, bombas y mangueras.

Figura 3: Modificaciones al manejo de la leche que se integrarán en la nueva planta.

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3.2 Eliminar las pérdidas de leche por fugas

Situación inicial Figura 4: Fuga de leche en un empaque de tubería.

Había fugas de leche en algunas de las tuberías que interconectan los equipos de la planta. Aun si estas fugas parecían ser poco significantes, mediciones realizadas durante el diagnóstico revelaron que desperdiciaban más de 4,300 litros de leche, un equivalente de US$ 2,000 al año.

Mejora

La empresa realizó los cambios necesarios a los empaques y tuberías para eliminar las fugas de leche. También ha concientizado al personal para que esté pendiente y reporte inmediatamente cualquier problema en los equipos o instalaciones que resulte en pérdidas de leche o producto.

3.3 Reducir las pérdidas de suero

Situación inicial

La empresa utilizaba solamente una pequeña parte del suero que producía en la elaboración de requesón, y se deshacía del resto vendiéndolo a un empresario local a muy bajo precio (US$ 0.13 por bidón de 20 litros). Puesto que el suero tenía poco valor, la empresa no se esforzaba mucho por evitar pérdidas de este producto por rebalses y derrames accidentales.

El manejo del suero entre la salida de las tinas de cuajado y el tanque de almacenamiento de suero se realizaba con baldes. Este era un trabajo pesado que requería mucha mano de obra y, además, en el cual era casi imposible evitar derramar suero al piso.

Figura 5: Balde usado para evacuar el suero que

sale de las tinas de

cuajado.

Figura 6: Suero derramado sobre el piso junto

a las tinas de cuajado.

Mejora

Se ha modificado el manejo del suero y, ahora, se utiliza una manguera para evacuarlo desde las tinas de cuajado al tanque de almacenamiento. Este cambio ha permitido facilitar considerablemente dicha operación, minimizar las perdidas de suero, y reducir la carga contaminante contenida en el efluente de la planta.

La empresa ha empezado a producir queso crema, el cual se elabora a base de requesón. Se incrementará la producción de requesón y queso crema hasta llegar a consumir todo el suero generado, lo que permitirá transformarlo en un valioso subproducto que merece ser muy bien cuidado.

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3.4 Reducir pérdidas de producto de las tinas de cuajado

Situación inicial

Las tinas de 500 litros donde se realiza el cuajado de la leche estaban instaladas con una pendiente demasiado pronunciada. Debido a esto, el producto llegaba muy cerca del reborde en el lado bajo de las tinas, y ocurrían frecuentemente pequeños rebalses cuando el operario mezclaba el producto.

Figura 7: Tina de cuajado muy inclinada. Figura 8: Cuajada derramada sobre el piso de la planta.

Mejora

Se redujo la inclinación de las tinas para obtener un reborde más alto en todo el perímetro de estos tanques y, de tal forma, reducir las pérdidas de suero y cuajada por rebalses.

Las nuevas tinas de cuajado de 1,000 litros que se integrarán en la ampliación de la planta tendrán un amplio reborde para evitar rebalses.

3.5 Mejorar el control del peso de los productos envasados

Situación inicial

El proceso de dosificación y envasado de ciertos quesos se hacia según el criterio propio de los trabajadores y no había un control sistemático del peso del producto envasado.

Mediciones realizadas durante el diagnóstico revelaron que el peso actual del producto envasado era generalmente superior al peso nominal de venta. En algunos casos los envases llegaban a tener un sobre peso de hasta 15%.

Estos problemas de control de peso resultaban en pérdidas económicas y, al mismo tiempo, podían afectar la imagen de la empresa. En efecto, los clientes podían notar que algunos envases contenían menos producto que otros, pero sin saber que estaban de todos modos beneficiados puesto que todos los quesos tenían un peso superior al peso nominal de venta.

Mejora Figura 9:

Balanza utilizada en el control de peso.

La empresa compró una balanza y desarrolló un programa de muestreo diario de los productos elaborados. Retroalimenta la información obtenida por estas mediciones a los trabajadores para ayudarles a dosificar más correctamente la cantidad de producto que envasan.

La empresa estima que gracias a esta medida ha logrado aumentar sus ganancias en la venta de queso fresco en

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aproximadamente US$ 2,600 /año, lo que equivale a 1,600 libras/año de queso fresco.

3.6 Mejorar la eficiencia de la línea de pasteurización

Situación inicial

Toda la leche que se procesa en la planta es pasteurizada a través de un proceso que primero eleva la temperatura de la leche a 73°C, y mantiene esta temperatura por unos 20 segundos antes de bajarla a 34°C, temperatura a la cual se inicia la elaboración del queso.

La leche se calienta en un intercambiador de calor alimentado por un circuito de agua calentada en un calentador a GLP, y se enfría en otro intercambiador alimentado por un circuito de agua helada enfriada por un sistema de refrigeración.

Figura 10: Sistema de pasteurización utilizado por la empresa al momento del diagnóstico.

Mejora

La empresa se dio cuenta que en vez de utilizar agua helada enfriada por el sistema de refrigeración, podía enfriar la leche a la temperatura deseada con el suministro de agua fría de la planta, que tiene en promedio una temperatura de 18°C. Este cambio le ha permitido descontinuar el uso del sistema de agua helada, lo que ha generado un ahorro de aproximadamente 13,200 kWh energía eléctrica o US$ 3,000 al año.

La empresa está planeando instalar un intercambiador de calor adicional en su pasteurizadora para recuperar parte del calor contenido en la leche a 78°C que sale de la sección de mantenimiento de temperatura, y utilizarlo para pre-calentar la leche fría que ingresa a la pasteurizadora (ver figura 11). Esta modificación a la pasteurizadora necesitará una inversión de US$ 3,300.

Asumiendo de forma conservadora que este sistema de recuperación de calor reducirá de 50% el consumo de calor de la línea de pasteurización, se estima que logrará un ahorro de GLP de 3,200 galones o US$ 7,100 al año para un nivel de producción de 8,000 litros de leche cruda al día.

Figura 11: Sistema de pasteurización

planificado para la nueva

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planta.

3.7 Reducir el consumo energético del sistema de agua caliente

Situación inicial

El sistema de agua caliente está compuesto de un calentador de agua a GLP que alimenta la pasteurizadora y produce el agua caliente que se consume en planta. Este sistema tenía algunos desperfectos en su mantenimiento y operación que afectaban su eficiencia:

• las tuberías del circuito de agua caliente de la pasteurizadora no estaban aisladas,

• el quemador estaba sucio y no operaba eficientemente,

• la temperatura de la leche en la pasteurizadora tenía que regularse ajustando una válvula que controla el paso del agua caliente a través del equipo. Sin embargo, ignorando este procedimiento, el operador de la pasteurizadora regulaba la temperatura de la leche ajustando la potencia de la llama del calentador de agua.

Esta forma de operar resultaba en frecuentes sobre o sub-calentamientos de la leche así como un consumo exagerado de GLP porque, cuando el operario percibía una desviación en la temperatura de la leche, la temperatura de toda el agua contenida en el calentador y circuito de agua caliente ya había bajado o subido excesivamente.

Figura 12: Calentador de agua.

Figura 13: Temperatura de una de las tuberías descubiertas.

Figura 14: Quemador del calentador de agua.

Mejora

• Se aislaron todas las tuberías del circuito de agua caliente de la pasteurizadora.

• Se limpió el quemador.

• Después de detectar el problema con el manejo del calentador de agua, la empresa volvió a definir el procedimiento a seguir y a capacitar al operador de la pasteurizadora. Ahora el calentador se mantiene trabajando a una temperatura moderada y estable, y se controla la temperatura de la leche ajustando la válvula que regula el caudal de agua caliente que pasa por la pasteurizadora.

Gracias a estas medidas, la empresa ha logrado reducir de 18% el consumo de GLP de su calentador de agua, lo que resulta en un ahorro anual de 1,060 galones o US$ 2,300 de GLP.

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Cálculos

Mejorar la eficiencia de la línea de pasteurización

a) Cálculo de la energía necesaria para calentar la leche en la pasteurizadora

• Datos y suposiciones

! Tasa de producción de la planta nueva = 8,000 L/día ó 2,920,000 L de leche cruda por año

! Los siguientes cálculos asumen que:

" toda la leche es descremada antes ser pasteurizada,

" 10 litros de leche cruda producen 1 litro de crema,

" la leche que ingresa a la pasteurizadora tiene una temperatura de 30°C.

! En el proceso de pasteurización se eleva la temperatura de la leche a 73°C.

! Densidad de la leche descremada = 1.033 kg/L

! Calor especifico de la leche = 0.94 kcal/°C.kg

! Poder calorífico superior del GLP = 28 kWh/galón ó 24,080 kcal/galón

! Eficiencia estimada del calentador de agua de la planta = 70%

• Cálculos

Cantidad de leche pasteurizada = 90% x 2,920,000 L/año

= 2,628,000 L/año

= 2,714,700 kg/año

Consumo energético = (2,714,700 kg/año) x (0.94 kcal/°C.kg) x (73 - 30)°C

= 110 x 106 kcal/año

b) Ahorro logrado instalando un intercambiador de calor de leche a leche en la línea de pasteurización

• Datos y suposiciones

! Se asume que el intercambiador de calor leche/leche logrará reducir de 50% la cantidad de energía necesaria para calentar la leche.

! Costo del GLP sin IGV = Q 17.20 ó US$ 2.18 /galón

• Cálculos

Ahorro en GLP = (50% x 110 x 106 kcal/año) / (70% x 24,080 kcal/galón)

= 3,260 gal/año

Ahorro económico = (3,260 gal/año x US$ 2.18 /gal)

= US$ 7,100 /año