Diseño de una planta de producción de bebida nutraceutica a base de yacón final

DISEÑO DE UNA PLANTA DE PRODUCCIÓN DE BEBIDA NUTRACÉUTICA A
BASE DE YACÓN
LEIDY JOHANNA CASTIBLANCO TORRES
ANGIE KATHERINE GÓMEZ CASTELLANOS
UNIVERSIDAD DE AMÉRICA
FACULTAD DE INGENIERÍA
INGENIERÍA QUÍMICA
BOGOTÁ D.C.
2014

PRODUCCION DE BEBIDA NUTRACÉUTICA DE YACÓN.
1. CONCEPCIÓN DEL PRODUCTO.
1.1.Reconocer una necesidad social o ingenieril.
El Yacón es consumido por su gran ventaja como fibra dietética y como alimento
prebiótico. Los fructoolisacaridos (FOS) componente esencial del Yacón pertenecen a
un grupo fundamental de azucares conocidos con el nombre de fructanos cuya
característica principal es su sabor dulce y aporte de la cuarta parte del valor calórico
del azúcar; es implementado para personas con problemas de azúcar y sobrepeso. Por
estos beneficios es recomendado en pacientes con enfermedades diabéticas que lo
adquieren en lugares públicos ya sean plazas o tiendas de barrio teniendo una
disponibilidad limitada en cuanto a su consumo y a la gran demanda que se está
generando; lo que conlleva a pensar en una forma de producción a escala industrial
para satisfacer la gran cantidad de consumidores con problemas de azúcar y gran
cantidad de beneficios que tiene en la salud.
Para ello se ha comprobado por estudios de investigadores brasileños y argentinos que
el extracto del Yacón reduce los niveles de glucosa en la sangre, aumentan los niveles
de insulina en la sangre, reduce el nivel de triglicéridos y pueden ser introducidos
como prebióticos. Además es consumido tradicionalmente como hojuelas, jarabe,
mermelada y te y es utilizado ampliamente para usos medicinales en infusión. En
América del Sur en los sistemas de medicina natural los tubérculos son tomados crudos
como diurético para problemas de riñón y vejiga mientras que las hojas en infusión
para cistitis, hepatosis en Bolivia. En Perú, las hojas son preparadas formando un
cálido cataplasma y usado para reumatismo. En Brasil las hojas de la planta son
preparadas formando un té como remedio natural para la diabetes.
Por su parte en Colombia las personas suministran como te la raíz del Yacón y está
siendo comercializado actualmente a diabéticos y personas en dieta, ningún efecto de
disminución del azúcar en la sangre ha sido publicado en humanos o animales. En los
mercados locales la raíz de Yacón es considerada una fruta y es vendida con otras
frutas lo que conlleva a llevar su producción a otro nivel. Lo que nosotros proponemos
para aprovechar estos beneficios es una idea innovadora y creativa que plantea la
producción industrial de una bebida gaseosa aprovechando las propiedades del Yacón
para mejorar la calidad de vida de las personas con enfermedades de diabetes y
sobrepeso porque en el mercado tradicional este fruto es distribuido como harina de
raíz de Yacón, extracto seco de raíz de Yacón ,miel de raíz de Yacón, extracto seco de
hojas de Yacón, hojuelas de raíz de Yacón hojas secas y trituradas de Yacón pero no
como una bebida carbonatada y a nivel industrial.

1.2.Crear una o varias soluciones para satisfacer la necesidad
Nuestro proyecto busca innovar con una línea de gaseosas con extractos naturales del
fruto y de la hoja, llevándonos a la posibilidad de realizar un estudio y planteándonos
en
Grafica # 1 muestra las exportaciones de bebidas no alcohólicas en Colombia
durante el 2013, lo cual indica que dichas exportaciones en mayor proporción se dan
a países como ecuador, España y Estados Unidos, esto puede ser una gran ventaja
para la apertura del mercado internacional, teniendo en cuenta que el yacón es un
fruto de gran importancia medicinal que solos se da en la zona andina de América
del sur
Tabla 1
Exportación de bebidas no alcohólicas durante el 2013, según el DANE.
PAIS DESTINO
K I L O G R A M O S V A L O R E S F.O.B.
BRUTOS NETOS
PESOS
COLOMBIANOS
DOLARES
PANAMÁ 45.594,00 45.300,00 26.355.338,90 14.030,70
Alemania 18.930,89 15.756,95 102.349.955,10 53.825,60
Aruba 376.661,45 299.945,89 704.021.560,90 374.262,50
Antillas
Holandesas 66.978,47 58.460,38 121.490.050,73 65.582,40
Australia 9.839,23 6.439,54 18.678.210,39 10.179,00
Bolivia 93.104,02 70.074,00 200.342.598,31 107.286,00
Canadá 877,38 673,20 2.183.984,01 1.169,50

Costa Rica 1.496,56 1.398,92 1.218.226,20 636,00
Cuba 6.947,20 5.518,53 14.169.015,80 7.864,51
Chile 424.359,49 331.935,72 731.726.218,97 398.754,49
Ecuador 5.437.508,89 4.966.249,94 7.218.883.547,42 3.862.586,04
España 2.380.796,52 1.550.426,81 2.835.091.456,02 1.511.174,72
Estados Unidos 2.806.449,73 1.767.980,30 4.522.266.687,20 2.403.592,50
Guyana 7.533,28 5.522,41 16.959.382,74 9.623,00
Italia 9,70 5,00 23.614,50 12,50
México 23.486,60 19.323,50 43.243.870,00 22.360,00
Países Bajos 3.792,10 2.613,60 6.766.724,36 3.538,00
Panamá 94.791,90 59.204,12 115.213.534,64 59.483,32
Paraguay 518.012,22 510.245,92 1.001.403.458,80 529.516,02
Perú 141.400,30 118.944,00 279.710.977,94 150.140,61
Portugal 106,00 55,44 240.674,82 124,32
Puerto Rico 353.868,62 315.296,62 504.196.424,03 263.851,10
Reino Unido 45.242,36 31.129,80 110.851.322,45 59.829,60
República
Dominicana 186,20 161,28 340.100,29 177,41
Surinam 101.022,27 77.809,85 246.408.378,20 131.970,00
Venezuela 177.421,42 153.342,00 442.356.341,18 248.071,86
Grafica # 2 muestra las importaciones de bebidas no alcohólicas en Colombia
durante el 2013, lo cual indica que se dan en mayor proporción desde países ,
España, Francia y Austria.
0.00
500,000.00
1,000,000.00
1,500,000.00
2,000,000.00
2,500,000.00
3,000,000.00
3,500,000.00
4,000,000.00
IMPORTACIÓNDEBEBIDAS NO ALCOHOLICAS ENEL 2013.
KILOGRAMOSNETOS

Tabla2
Importación de bebidas no alcohólicas durante el 2013, según el DANE.
PAIS ORIGEN
K I L O G R A M O S V A L O R E S C.I.F VALOR
F.O.B
DOLARES
BRUTOS NETOS
PESOS
COLOMBIANOS
DOLARES
Alemania 123.650,24 111.898,87 362.851.098,00 195.243,82 175.931,39
Argentina 3.618,63 3.314,52 4.868.325,00 2.753,92 1.964,90
Austria 1.984.462,61 1.836.947,01 5.594.617.258,00 3.001.117,14 2.677.457,41
Brasil 633,47 633,47 3.022.860,00 1.652,73 1.597,75
Corea, República
Democrática 16.632,00 16.128,00 26.643.610,00 14.816,74 12.600,00
Corea, República de 1.785.354,08 1.626.993,10 2.398.160.699,00 1.277.203,38 1.114.063,62
Costa Rica 79.680,00 68.991,31 118.926.900,00 61.784,38 57.576,96
China 365.277,40 330.101,47 442.672.825,00 233.357,45 205.126,09
Taiwán, Provincia de
China 196.018,84 170.940,39 585.206.265,00 319.379,54 297.734,33
El Salvador 3.876.460,98 3.700.001,04 5.861.731.787,00 3.076.232,13 2.760.102,98
España 15.578,64 15.076,17 60.288.231,00 31.957,93 27.523,01
Estados Unidos 3.475.354,94 3.341.197,87 7.845.893.311,00 4.216.139,79 3.800.943,10
Francia 4.418,48 3.976,63 17.954.802,00 9.435,74 9.221,42
Guatemala 165.984,00 159.052,00 218.690.847,00 123.955,10 107.112,00
Italia 288.307,01 255.458,26 663.783.945,00 358.552,62 322.672,88
Líbano 3.239,56 2.350,50 4.578.975,00 2.410,92 1.855,40
Luxemburgo 1.366,60 1.299,40 42.818.420,00 24.317,18 24.000,00
México 1.959.307,54 1.790.725,85 4.186.839.923,00 2.215.917,44 2.054.032,94
Nueva Zelandia 15.000,00 13.500,00 29.797.137,00 15.724,00 12.427,00
Países Bajos 615.458,78 564.620,23 1.672.351.438,00 896.302,67 841.895,65
Perú 8.511,71 7.391,87 21.674.625,00 11.170,99 10.190,59
Polonia 62.410,00 60.625,00 195.540.182,00 104.505,59 95.960,45
Reino Unido 217.051,10 195.357,69 753.173.337,00 399.022,90 368.025,29
República
Dominicana 59.826,76 55.538,00 295.991.828,00 158.096,28 153.726,00
Suiza 638.494,29 582.032,19 1.864.152.819,00 1.012.123,46 880.816,38
Tailandia 429.038,34 406.848,37 1.156.858.897,00 614.943,81 567.743,04
Turquía 298.696,74 262.592,20 719.478.208,00 395.865,88 362.026,73

1.3.Capacidad mínima de la planta
Desde el 2011 se ha evidenciado un buen crecimiento de las bebidas nutracéuticas en el
país, tanto así, que se han incursionado aproximadamente 152 bebidas de este tipo,
viéndolo desde el punto de vista de porcentaje hubo un crecimiento del 11% del consumo
total, se planea hacer una planta con una capacidad del 3000 botellas diarias de 350 ml para
una totalidad de 1’050.000 militros diarios y 26’250.000 militros mensuales; para producir
dicho volumen se requieren un aproximado de 514 toneladas por mes.
Dicha capacidad anual puede ir incrementando según como se dé la interacción del
mercado y el consumidor a medida que el tiempo pase.
1.4.Rentabilidad mínima del producto.
Basadas en el incremento anual del consumo de bebidas carbonatadas en Colombia,
se planea obtener una rentabilidad mínima del 40% por producto, cabe resaltar que
no se ha hecho un estudio de costos detallado para dicho criterio.
1.5. Establecer requerimientos legales.
Tabla 3
Marco legal para la planta de bebida carbonatada de yacón
NORMATIVA OBJETO RELACIÓN CON LA EMPRESA
CONSTITUCIÓN
POLÍTICA DE
COLOMBIA
En el artículo 78 la constitución dispone
“La ley regulará el control de la calidad
de bienes y servicios ofrecidos y
prestados a la comunidad, así como la
información que debe suministrarse al
público en su comercialización.
La empresa debe garantizar (como
dicta la constitución) la calidad de la
bebida que se está ofreciendo al
público.
DOCUMENTO
CONPES 3375
Política nacional de sanidad agropecuaria
e inocuidad de alimentos para el sistema
de medidas sanitarias y fitosanitarias.
El presente documento contiene
lineamientos de política que
permitirán mejorar las condiciones
de sanidad e inocuidad de la
producción agroalimentaria nacional
con el fin de proteger la salud y vida
de las personas y los alimentos.
CÓDIGO
ALIMENTARIO
DE COLOMBIA
Es el cuerpo orgánico de normas básicas
sistematizadas relativas a los alimentos,
condimentos, estimulantes y bebidas, sus
primeras materias correspondientes y,
por extensión, a los productos, materias,
utensilios y enseres de uso y consumo
domésticos.
Se relaciona ya que determina las
condiciones que tiene que reunir la
bebida a consumir y las condiciones
básicas de los procedimientos.
LEY 9 DE 1979 Constituye el marco básico legal para la El título V trata de la producción,

(CÓDIGO
SANITARIO
NACIONAL)
protección y mejoramiento de la salud de
la población. En cierra los principios
jurídicos y técnicos fundamentales para
la prevención y defensa de las
condiciones sanitarias ambientales y
regula todos los aspectos de orden
sanitario que pueden afectar la salud
individual y colectiva.
manipulación, elaboración,
transformación, conservación,
almacenamiento, transporte,
expendio, importación y exportación
de alimentos.
LEY 373 DE 1997 Por la cual se establece el programa para
el uso eficiente y ahorro del agua.
Todo plan ambiental regional y
municipal debe incorporar
obligatoriamente un programa para
el uso eficiente y ahorro del agua
DECRETO 3450
DE 2008
Por el cual se dictan medidas tendientes
al uso racional y eficiente de la energía
eléctrica.
Para la fabricación de la bebida se
debe tener en cuenta el uso eficiente
de energía tanto en la maquinaria
como en el área administrativa y así
disminuir el consumo de energía y
ahorrar algunos costos.
DECRETO 2333
DE 1982
Por el cual se reglamenta parcialmente el
título V de la ley 9 de 1979, en cuanto a
las condiciones sanitarias de las fábricas,
depósitos, expendios de alimentos; del
transporte y de la distribución de los
mismos, y se dictan otras disposiciones.
Se requiere una fábrica en donde
producir la bebida y por lo mismo se
debe cumplir con las condiciones
sanitarias que exige la
reglamentación nacional.
DECRETO 1713
DE 2002
Por el cual se reglamenta la Ley 142 de
1994, la Ley 632 de 2000 y la Ley 689 de
2001, en relación con la prestación del
servicio público de aseo, y el Decreto
Ley 2811 de 1974 y la Ley 99 de 1993 en
relación con la Gestión Integral de
Residuos Sólidos".
En la empresa se van a generar
residuos sólidos, por lo tanto se debe
garantizar una adecuada gestión y
disposición de los residuos.
DECRETO 3466
DE 1982
En los artículos 9, 11, 13, 23 y 24, habla
sobre los productores de bienes y
servicios sujetos al cumplimiento de
norma técnica oficial obligatoria o
reglamento técnico, serán responsables
por las condiciones de calidad e
idoneidad de los bienes y servicios que
ofrezcan correspondan a las previstas en
la norma.
La empresa debe garantizar la
calidad de la bebida que se está
ofreciendo al público.
RESOLUCIÓN
8688 DE 1979
Condiciones de rotulado y etiquetado de
alimentos.
Al envasar nuestra bebida, esta debe
ser rotulada y etiquetada por lo tanto
se relaciona con la presente
resolución.
RESOLUCIÓN
4603 DE 1980
Por la cual se dictan normas sobre
rotulado de productos alimenticios.
La empresa debe seguir las normas
de rotulado establecidas en la

presente resolución.
RESOLUCIÓN
11488 de 1984
Por la cual se dictan normas en lo
referente a procedimientos, composición,
requisitos y comercialización de los
alimentos infantiles, de los alimentos o
bebidas enriquecidas y de los alimentos o
bebidas de uso dietético.
La bebida elaborada al ser dietética,
debe tener los parámetros que exige
la presente resolución.
RESOLUCIÓN
6328 DE 1984
Por la cual se crea un comité provisional
y un comité asesor para el estudio y
aprobación de la publicidad o
propaganda de los alimentos y bebidas
no alcohólicas.
La bebida dietética al requerir de
publicidad para su comercialización
debe ser regida por la presente
resolución.
RESOLUCIÓN
14712 DE 1984
Por la cual se reglamenta lo relacionado
con producción, procesamiento,
transporte, almacenamiento y
comercialización de vegetales como
frutas y hortalizas.
La bebida se realiza a partir del
YACÓN, por lo tanto debe ser
reglamentada por la presente
resolución.
RESOLUCIÓN
10593 DE 1985
Lista de colorantes permitidos en los
alimentos para el consumo humano
En la bebida dietética deben ser
agregados aditivos como los
colorantes para que el producto sea
más agradable para el consumidor y
por lo mismo debe usarse un
colorante que esté permitido.
RESOLUCIÓN
4125 DE 1991
Por la cual se reglamenta el título V
alimentos, de la ley 9 de 1979 en lo
concerniente a los conservantes
utilizados en los alimentos.
En la bebida dietética deben ser
agregados aditivos como los
conservantes para garantizar la
preservación de esta.
RESOLUCIÓN
1908 DE 2006
Norma en la que se determina el nivel
máximo de emisiones al ambiente.
En el proceso existe un proceso de
combustión con gas propano el cual
genera emisiones.
RESOLUCIÓN
7992 DE 1991
Por la cual se reglamenta lo relacionado
con la elaboración, conservación y
comercialización de jugos, concentrados,
néctares, pulpas, pulpas azucaradas y
refrescos de frutas.
La bebida se hace a partir de la
trasformación de la fruta (yacón) por
lo tanto se debe tener en cuenta la
presente resolución.
NTC 2740 La presente norma establece los
requisitos que deben cumplir las bebidas
gaseosas o carbonatadas destinadas al
consumo directo y los métodos de ensayo
para su evaluación.
La bebida es una bebida carbonatada
por lo tanto debe cumplir con los
requisitos que exige la presente
norma.
NTC 512- 1 Y 2 En donde se dictan las normas generales
y específicas para el rotulado y
etiquetado de productos alimenticios.
La bebida debe ser etiquetada con
sus propiedades nutricionales y por
eso se debe tener en cuenta la
presente norma.
NTC ISO 14000 Sistema de gestión ambiental Toda empresa a pesar que no esté
certificada por la norma igual debe

tener un sistema de gestión
ambiental, el cual debe cumplir en
todas sus fases de operación.
NTC ISO 9000 Sistema de gestión de la calidad Toda empresa a pesar que no esté
tener un sistema de gestión de la
calidad, el cual debe cumplir en
todas sus fases de operación.
NTC ISO 18000 Sistema de seguridad y salud ocupacional Toda empresa a pesar que no esté
tener un sistema de seguridad y
salud ocupacional, el cual debe
cumplir en todas sus fases de
operación.
1.6. Revisar datos del producto y proyecciones.
• Agua:tratada química y bacteriológicamente, para cumplir con los altos estándares de
calidad exigidos por las compañías envasadoras. Con el objeto de que las bebidas tengan el
mismo sabor, sin importar la zona donde se produzcan, el proceso de fabricación de las
bebidas comienza con la estandarización de las características y calidad del agua utilizada.
• Dióxido de carbono: El dióxido de carbono se añade al final del proceso de fabricación
de las bebidas, previo al sellado de los envases.
• Saborizantes: pueden ser naturales (especias, extractos naturales, aceites, frutas o
yerbas), idénticos a los naturales o artificiales.
• Endulzantes: El rango de azúcar presente en una bebida gaseosa oscila entre 5% y 14%;
Las bebidas gaseosa normales se endulzan con azúcar, sacarosa (nombre científico del
azúcar) ó con Jarabe de Maíz de Alta Fructosa, por separado o combinados. En este caso se
hará por medio de un endulzante natural proveniente del jarabe elaborado por la fruta de
yacón, el cual a cambio de la sacarosa normal, tiene oligofructosa, un azúcar beneficioso
para el organismo.
• Acidulantes:Las variedades más comunes de este componente son el ácido cítrico y el
fosfórico, en el caso de las bebidas cola.
• Aditivos:Corresponden a agregados a las bebidas gaseosas que le otorgan el aspecto

propio que las caracterizan y que las preservan de los efectos tanto químicos (por ejemplo
las oxidaciones), como de los biológicos (por ejemplo microorganismos).
2. RECOLECCIÓN DE DATOS GENERALES
2.1 Reacciones químicas posibles
𝑪𝑶 𝟐 + 𝑯 𝟐 𝑶− −→ 𝑯 𝟐 𝑪𝑶 𝟑
(ÁCIDO CARBÓNICO)
2.2 Diagrama de bloques para cada reacción química.
Imagen 1
Diagrama de bloques de la producción de gaseosa de yacón.
2.3 Criterios de selección de la reacción para el proceso
El proceso de carbonatación se da solo con el agua que compone el jarabe de yacón; lo cual
indica que no involucra ninguna de las principales propiedades de la composición del fruto,
a continuación se dará una descripción de las condiciones para la generación de la reacción
de carbonatación:
Una vez realizada la bebida, es envía a través de la bomba booster al saturador el cual
trabajo bajo el principio de Venturi; el vacío parcial generado en la zona de menor área de

flujo del saturador causa una disminución en la presión en donde se produce la succión de
𝐶𝑂2 , además el incremento de la velocidad favorece la distribución de este en la bebida.
Consecuentemente la carbonatación del jarabe del yacón es dependiente de la presión del
tanque presurizado el cual es ajustado al set point de contenido de 𝐶𝑂2 deseado en la
bebida. El sistema indica parámetros esenciales como:
 Contenido de 𝐶𝑂2.
 Conductividad para el contenido de ácido
 Valores Brix.
Adicionalmente, para que una cantidad dada de gas carbónico entre en solución con el
agua, para cada temperatura de la solución corresponde una presión determinada. En
general se puede decir en forma cualitativa que:
 A mayor presión, mayor cantidad de CO2 disuelto
 A menor temperatura mayor CO2 disuelto.
Lo anterior indica que no habrá una descomposición térmica durante el proceso de
carbonatación de los componentes esenciales del fruto del yacón mostrados en la siguiente
tabla, lo cual garantiza la conservación del valor agregado del producto durante el
procesamiento.
Tabla 4
Composición total de la raiz de yacón.
2.4 Realización de diagrama de flujo simplificado para el proceso seleccionado.
Basados en el método de carbonatación convencional, el proceso de la producción de
gaseosa de yacón se representa por medio de la imagen 1.

3. RECOLECCIÓN DE DATOS TÉCNICOS ESPECÍFICOS.
3.1.Materia prima
3.1.1 Disponibilidad:
- Yacón:Actualmente no se reportan datos de producción nacional de Yacón, sin
embargo a continuación, se muestra la producción por hectárea de algunos de los
principales países que cultivan el fruto:
Tabla 5
Producción por tonelada/ hectárea de os principales productores de Yacón.
Actualmente en Colombia, se tienen cultivos de Yacón en el Tolima, la zona andina, Valle
del Cauca y el eje cafetero, se tomara el valor mínimo de cultivo de Yacón que es 28
toneladas con el fin de generar un límite disponibilidad de materia prima para la producción
de la bebida.
- Ácido cítrico: Actualmente , la capacidad mundial es del 750,000 tn/ año; es un
aditivo que se fabrica en más de 20 países; la unión europea, Estados Unidos y
China reúnen el 88% del total mundial; En Colombia, la única empresa que fábrica
el producto es Sucromiles S.A. que obtiene el ácido a partir de azúcar para las
industrias de gaseosas, de refrescos en polvo y farmacéutica, ubicada en Cali; esta
firma exporta el 85% de la producción y el 15% restante se destina a abastecer

empresas de bebidas gaseosas; lo que conlleva a pensar que nacionalmente se tiene
la disponibilidad de esta materia prima para la producción de la bebida nutracéutica.
- Agua destilada:esta materia prima tiene mucha aplicación en la industria por tanto
se asume que se tiene la disponibilidad en el mercado.
- Preservante: Independientemente de la producción nacional del benzoato de sodio
y la disponibilidad de este, es claro que la cantidad que se necesita para la
producción de la bebida nutracéutica es de fácil acceso en el mercado debido a que
es muy poco.
- Colorante y esencia: En Bogotá existe una empresa que comercializa sabores,
fragancias y colorantes para la industria de alimentos llamada Piccolinni, la cual
tiene altos estándares a nivel de fabricación y control de calidad, por otro lado
suministra la cantidad necesaria para la producción mensual de la bebida
nutracéutica a precios exequibles
- Liquido carbónico:La industria de CO2 en Colombia esta principalmente
manejada por empresas como Multiza y Líquido Carbónico es del CO2, este gas es
utilizado principalmente en la industria de bebidas gaseosas y cervezas, y en más
pequeña proporción en la industria química, metalmecánica y en tratamientos
ambientales. Las anteriores empresas tienen la capacidad de suministrar la cantidad
necesaria de líquido carbono que se mencionará en el siguiente ítem.
3.1.2 Cantidad:
- Yacón:En Colombia el cultivo no es común, pero para el 2011 se ha empezado a
sembrar en las montañas del parque de los nevados de Anzoátegui (Tolima),con una
producción aproximada de 3600 plantas, se estima que la plantación tiene la
capacidad adecuada para abastecer el proyecto del yacón utilizado en la planta.
El proyecto estará entonces ubicado en la zona occidente donde el ingreso del
transporte de carga que llega del Tolima es más fácil, se tiene en cuenta el costo del
flete calculado el 23 de junio de 2013 por el ministerio de transporte. Desde el 2011 se
ha evidenciado un buen crecimiento de las bebidas nutracéuticas en el país, tanto así,
que se han incursionado aproximadamente 152 bebidas de este tipo, viéndolo desde el
punto de vista de porcentaje hubo un crecimiento del 11% del consumo total, se planea
hacer una planta con una capacidad del 3050 botellas diarias de 350 ml para una
totalidad de 1.07 𝑚3
diarios y 26.7 𝑚3
mensuales; para producir dicho volumen se
requieren un aproximado de 13.745 toneladas por dia.

- Ácido cítrico: se sabe que el contenido de ácido que tendrá la bebida nutracéutica
es de 0.00393 , como se mencionó anteriormente se generara una producción de
26.7 𝑚3
mensuales , realizando el cálculo se obtiene que:
26.7 𝑚3
× 0.00393 = 0.104931𝑚3
- Agua destilada: La bebida nutracéutica de Yacón debe tener un contenido
aproximadamente del 51,39de agua, si se producen 26.7 𝑚3
litros mensuales la
cantidad de agua a utilizar es de :
26.7 𝑚3
× 51.39 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 = 13.72 𝑚3
𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
- Preservante: el contenido de benzoato de sodio que puede tener la bebida a base de
Yacón es de 0.00031 sobre el total si se producen 34820.6 kg mensuales ,la cantidad
necesaria de preservante es:
34820.6 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝑏𝑒𝑏𝑖𝑑𝑎 × 0.00031 𝑝 = 10.79 𝑘𝑔 𝑝 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙𝑒𝑠
- Colorantes y esencia : Para la producción mensual de la futura planta se necesita
0.00250de colorantes y 0.00051 de saborizantes por lo tanto:
34820.6 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝑏𝑒𝑏𝑖𝑑𝑎 × 0.00250 = 87.05 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑙𝑜𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙
34820.6 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝑏𝑒𝑏𝑖𝑑𝑎 × 0.00051 = 17.75 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙
- Liquido carbónico: para la producción mensual de la bebida se necesita 0.0098del
CO2 por lo tanto:
26.7 𝑚3
× 0.0098 = 0.26𝑚3
3.1.3 Calidad:
- Yacón:es una planta perenne de 1.5 a 3 metros de altura. El sistema radicular está
compuesto de raíces reservantes y carnosas en número de 4 a 20, que pueden
alcanzar hasta un tamaño de 25 cm longitud por 10 cm. de diámetro, y un sistema
extensivo de delgadas raíces fibrosas.
Las raíces de almacenamiento son principalmente fusiformes, pero a menudo adquieren
formas irregulares debido al contacto con piedras del suelo o por la presión de las raíces
vecinas. Las raíces tienen una naturaleza adventicia creciendo de un tronco desarrollado y
ramificado formado por rizomas cortos y gruesos simpódicos. Existen diferentes formas
hortícolas, tales como la blanca, anaranjada y morada: y dentro cada uno de las formas
habría aun mayor variabilidad.
La raíz tiene un alto contenido de Inulina y Fructooligosacáridos (FOS) (polímeros de
fructosa) los cuales no pueden ser hidrolizados por el organismo humano y atraviesan el
tracto digestivo sin ser metabolizados, proporcionando calorías inferiores al de la sacarosa,
excelentes para las dietas hipocalóricas y dietas para diabéticos. Hay evidencias para para
considerar los FOS y la inulina como alimentos funcionales: son resistentes a la digestión,
pero fermentados por la microflora del colon, lo que conlleva al desarrollo de las funciones

colónicas (especialmente el aumento fecal), también tiene efectos fisiológicos sistémicos,
estimulan selectivamente el crecimiento de bífido bacterias en el colon, lo que permite
clasificarlos como prebióticos; además de su carácter dietético respaldado en su bajo poder
calórico(4-10Kj/g).
- Ácido cítrico: es el acidulante preferido para complementar sabores de frutas en bebidas
suaves. También produce condiciones de pH bajos, los cuales son desfavorables para el
crecimiento de organismos deteriorantes y prevé un medio óptimo para la acción
antibacterial del benzoato de sodio. El porcentaje del ácido cítrico en bebidas gaseosas
varía dependiendo del sabor y otros ingredientes de la formula; varía desde 3.75 hasta 30
gramos ácido/Litros de jarabe. Las características principales de esta materia prima son:
Tabla 6
Características generales del ácido cítrico
- Agua destilada: una de las ventajas más importantes de este tipo de agua es que es
químicamente pura, sin sales disueltas ni presencia microbiana, se desea utilizar esta
materia prima con las siguientes características:
Tabla 7
Caracteristicas generales del agua destilada:
- Preservantes: es una sal blanca, cristalina o granulada; soluble en agua y
ligeramente soluble en alcohol, como aditivo alimentario es usado como
conservante, matando eficientemente a la mayoría de levaduras, bacterias y hongos.

Tabla 8
Características generales del benzoato de sodio.
- Colorantes y esencias: se elige como colorante verde menta realizando análisis de
la psicología de los colores lo cual indica que es un color relajante que también es
muy agradable a los sentidos. Verde oscuro como un bosque se asocia con términos
como conservador, las características generales que debe tener la materia prima son:
Tabla 9
Características de calidad del colorante artificial

Se escoge vainilla porque es uno de los aromas más conocidos en el mercado,
adicionalmente es agradable para el ser humano y es de fácil acceso. A continuación
se muestra algunas de sus características:
Tabla 10
Caracteristicas generales de las esencias para alimentos
- Liquido carbónico: Se utiliza como agente extinguidor, en la industria alimentaria
en bebidas carbonatadas, en lácteos, en agricultura se usa como abono, se puede
usar también como en condiciones supercríticas se usa como extractante de cafeína
y pigmentos, como material activo para generar luz coherente, etc.
También se utiliza en bebidas carbonatadas para darles efervescencia. Se utiliza
como agente extintor eliminando el oxígeno para el fuego. También en refrigeración
como líquido refrigerante en máquinas frigoríficas como hielo seco. El efecto del
CO2 evidencian en que el CO2 contribuye al sabor, pues 2 sobre las bebidas
gaseosas se la cantidad de ácido carbónico formado es suficiente para producir un
efecto estimulante sobre el paladar; y también en que el CO2 preservativo aunque
en forma menos eficaz que el 2 actúa como benzoato, ya que inhibe el desarrollo de
bacterias y mantiene un medio de pH bajo el cual aumenta la acción del benzoato de
sodio.
Propiedades del Bióxido De Carbono Co2 (anhídrido Carbónico, Dióxido De
Carbono):
 No inflamable.
 Incoloro.
 Inodoro.
 Más pesado que el aire.
 Oxidante al contacto con el agua.
 No tóxico.
 Asfixiante.

3.1.4. Costos:
- Yacón: El kilogramo de yacón tiene un valor de $1500 pesos colombianos, teniendo en
cuenta que se usaran aproximadamente 13.745 toneladas diarias se estima una inversión en
cuanto a esta materia prima de $515’437.500de pesos Colombianos al mes.
- Ácido cítrico: el kilogramo de ácido cítrico esta alrededor de $3290 pesos colombianos,
realizando la conversión cuanto se va a utilizar de esta materia prima se obtiene que:
34820,6 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝑗𝑎𝑟𝑎𝑏𝑒 × 0.00393 𝑑𝑒 𝑎. 𝑐 = 136.84 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝑎. 𝑐 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙𝑒𝑠
136.84 𝑘𝑔× $3290 = $536,413 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙𝑒𝑠
- Agua destilada: se necesitan 13.72 𝑚3
de agua para la producción mensual de la bebida
a base de Yacón, se estima que el precio de esta materia prima es de $2000 pesos
colombianos por litros, se obtiene un costo de:
13720 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑋 $2000 = $27′
490.000
- Preservante: se necesitan 10.79 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝑏𝑒𝑛𝑧𝑜𝑎𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑑𝑖𝑜 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙𝑒𝑠, el kilogramo
tiene un valor de $6050 pesos colombianos.
10.79 𝑘𝑔 𝑝 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙𝑒𝑠 × $6050 = $65300 𝑝𝑒𝑠𝑜𝑠 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙𝑒𝑠
- Colorantes y esencias:
13720 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑏𝑒𝑏𝑖𝑑𝑎 × 0.00051 = 7 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙
7 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 × $15800 = $$110,600 𝑝𝑒𝑠𝑜𝑠 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙𝑒𝑠
87,05 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑙𝑜𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒 × $14,000 = $1′
218.700
- liquido carbónico:
0,26 𝑚3
× $120,000 = $31200
3.2. Especificaciones de productos y rendimientos, propiedades
físicas y químicas, efectos de almacenamiento
En el ítem de calidades de especificaron las características físicas y químicas de cada una
de las materias primas, a continuación se dará una explicación con las condiciones de cada
una de las operaciones unitarias del proceso; en el siguiente ítem que encierra los balances
de masa y energía en donde se mostrarán las especificaciones en cuanto a composición del
producto terminado
Transporte:
El yacón será transportado de las regiones del Tolima por medio de una camioneta que
transportará semanalmente que son aproximadamente 69 Ton/Semana.

Almacenamiento:
El almacenamiento será en un silo donde se guardara el producto de la mejor manera para
evitar que se dañe y pierda propiedades importantes en la conservación del sabor y del olor.
Selección:
La eficiencia de conversión de raíces a jarabe varía generalmente entre 7 y 10%, es decir
que para obtener 1 kg de jarabe de yacón se debe emplear entre 10 a 15 kg de raíces
lavadas. Por eso en nuestro proceso vamos a obtener 1393 Kg por lote/dia teniendo que
emplear 13,745 toneladas/día de raíces pesadas en una báscula industrial.
Por lote se selecciona aleatoriamente una muestra para análisis y saber cuál debemos
ajustar. Como los análisis de laboratorio son costosos, su determinación se realizara por
medio del índice de refracción del jugo de yacón. En este proceso se pela la cascara del
yacón a 5 raíces, y cada una se parte en 4 partes para poder exprimir el jugo por medio de
un exprimidor y agregarlo a un vaso de precipitado. Los refractómetros son equipos que
miden los índices de refracción y tienen las escalas graduadas en grados Brix que expresan
la concentración de azúcares totales en los zumos de frutas. En el yacón el mayor
componente de azúcares en el jugo son los fructo-oligosacáridos. Posteriormente a este
análisis se hace un sondeo sensorial seleccionando. Los grados Brix deben ser mayor a 10
Grados.
Por otra parte es esta área también se descartan las raíces con signos de pudrición y
contaminación así como las que están muy pequeñas de manera manual. Esta sección
requiere de 6 personas, una que utiliza el refractómetro y otras que seleccionan las raíces.
Pelado:
El pelado de las raíces se hace manualmente utilizando un pelador doméstico de papas. A
medida que se pelan las raíces, es recomendable sumergirlas en un recipiente con agua
potable con el fin de retardar el pardeamiento. Hay una pérdida de alrededor del 20% del
peso inicial de las raíces. La concentración de azúcares se incrementa desde el interior de la
raíz hacia la superficie por ello se tiene que tener cuidado en retirar la cáscara con el menor
contenido de pulpa posible ya que la mayor concentración de azúcares se localiza en las
zonas periféricas de la raíz. Por otro lado, la cáscara es la parte de la raíz en la que se
concentra la mayor cantidad de los compuestos responsables del pardeamiento, de manera
que se debe asegurar el retiro de toda la cáscara de las raíces durante el pelado.Para esta
etapa se deben tener 10 personas
Lavado y desinfección:
las raíces se sumergen durante cinco minutos en una solución desinfectante de 200 ppm de
hipoclorito de sodio con el objetivo de disminuir la carga microbiana que permanece
adherida a la superficie de las mismas. El hipoclorito de sodio es uno de los desinfectantes
más efectivos, económicos y fáciles de usar. Una solución de 200 ppm de hipoclorito de
sodio se puede preparar diluyendo 4 ml de lejía comercial por cada litro de agua.

Extracción del jugo y control del pardeamiento:
Para la extracción del jugo de yacón se tratará de implantar un extractor basado en el diseño
de modelos domésticos que habitualmente se usan para hacer variedades de jugos, pero de
mayores dimensiones. Este extractor contiene un disco abrasivo rotante que tritura la raíz y
permite una separación inmediata del jugo y del bagazo, además, debe asegurar que el
bagazo expulsado contenga el menor nivel de humedad posible. En esta etapa se pierde
alrededor del 20% del peso de las raíces peladas en forma de bagazo. También este produce
al instante un jugo claro que puede ser tratado de manera inmediata para evitar el
pardeamiento.
Para evitar el pardeamiento:
El jugo se recibe en un recipiente con una solución antioxidante. De esta manera, el jugo
extraído entra inmediatamente en contacto con el antioxidante e impide que puedan ocurrir
las reacciones de oxidación. Para que el antioxidante pueda ejercer su efecto, debe ser
empleado antes que ocurra el pardeamiento del jugo debido a que este proceso es raramente
reversible. Se emplea benzoato de sodio (0.15 g por cada kg de raíces de yacón).
Filtración del jugo:
El jugo de yacón que se obtiene del extractor contiene pequeños residuos de bagazo que
deben ser eliminados por filtración antes que el jugo ingrese al evaporador. Si el jugo no es
filtrado en este momento, entonces la filtración del jarabe será un proceso muy lento de
realizar. El proceso de filtración consiste en forzar el paso del jugo a través de una
membrana porosa con el fin de retener las partículas de bagazo para luego eliminarlas. La
mejor manera de filtrar el jugo de manera eficiente y rápida es usando un filtro prensa. Son
mejores las mallas construidas con material de acero inoxidable ya que tienen un periodo de
vida más extenso y garantizan el cumplimiento de las normas de higiene en el
procesamiento. El tamaño de poro de las mallas no debe ser mayor a 100 µm de diámetro.
Evaporación y concentración del jugo:
La función del evaporador de maple es eliminar agua y elevar la concentración de sólidos
solubles del jugo (azúcar principalmente) hasta un valor de 50 a 60° Brix (obtención del
prejarabe). Para hacer que no se queme de debe mantener un gradiente de concentraciones
del jugo durante todo el proceso de evaporación. Este proceso debe ser manejado de
manera muy coordinada entre las tres partes de las que consta el evaporador de maple: el
tanque de recepción, la bandeja de evaporación y el horno. A continuación se detallan estos
procesos y su importancia.
Tanque de recepción
Es un recipiente en el que se almacena temporalmente el jugo de yacón filtrado y que sirve
para alimentar de jugo a la bandeja de evaporación. En el tanque de recepción existe una
llave que permite regular la cantidad de jugo que debe caer a la bandeja de evaporación. El

control y la regulación de esta llave son cruciales para establecer y mantener el gradiente de
concentración del jugo. Al inicio del proceso la llave debe regularse de manera que el
volumen de jugo que sale del tanque sea igual al volumen de agua que se evapora en la
bandeja de evaporación, esto debe permanecer así hasta lograr establecer el gradiente de
concentración del jugo en la bandeja de evaporación
Bandeja de evaporación:
Esta bandeja tiene en su interior una serie de divisiones que crean compartimentos (a
manera de canales) por donde el jugo de yacón hace un recorrido lento desde un extremo de
la bandeja al extremo opuesto, impulsado por el jugo que ingresa al evaporador desde el
tanque de recepción. El jugo que ingresa al evaporador compensa el volumen de agua
evaporada y mantiene un mismo nivel en la bandeja (necesario para evitar que el jugo se
queme y se arruine el producto final). Así, después de un periodo de tiempo se habrá
generado un gradiente de concentraciones del jugo en el evaporador, el cual irá desde 10°
Brix (valor promedio con el que el jugo de yacón ingresa a la bandeja de evaporación) a un
valor de 50 a 60° Brix (valor máximo que alcanza el jugo después que ha hecho su
recorrido hasta el extremo opuesto en la bandeja de evaporación).
Una vez que se ha conseguido este gradiente de concentración, se abre una llave de la
bandeja de evaporación, lo que permite dispensar una porción del prejarabe. En ese mismo
instante se debe abrir más la llave que regula la entrada de jugo de yacón a la bandeja de
evaporación con el fin de compensar el volumen de prejarabe que se dispensa. Esta
operación se repite a intervalos regulares, cuidando que no sean tan frecuentes o tan
espaciados para evitar que el gradiente de concentración se pierda o que el jarabe comience
a recocinarse. La medición del índice refractométrico ayuda a determinar el momento
adecuado para dispensar el prejarabe; se trabaja a la temperatura de ebullición del agua
(100°C)..
Horno:
Dependiendo de la zona en la que se ubique la planta de procesamiento se puede diseñar el
horno para que funcione con gas propano. Cuando se trabaja con gas propano o petróleo, se
logra una distribución uniforme y pareja del calor dentro del horno, lo cual facilita un
correcto proceso de evaporación del jugo.
Filtración del prejarabe
A medida que el jugo se concentra en el evaporador se produce abundante espuma y
algunos azúcares empiezan a cristalizarse. El momento apropiado para filtrar estas
partículas es cuando el jugo concentrado sale del evaporador, es decir, cuando se ha
formado el prejarabe. La filtración la vamos a hacer usando el filtro prensa con una malla
de 60 micras.
Concentración final

El prejarabe (50 a 60° Brix) se termina de concentrar en jarabe (72 a 73° Brix) fuera del
evaporador, en bandejas muy sencillas y de un tamaño mucho más pequeño que el
evaporador y estas son calentadas con gas propano. La idea de completar el proceso de
concentración de azúcares en muchas bandejas de pequeño tamaño es que se reduzca el
tiempo de exposición del prejarabe a temperaturas altas y evitar que los azúcares se
caramelicen demasiado.
Filtración del jarabe
Antes de envasar el jarabe se debe realizar un último filtrado con el objetivo de eliminar los
azúcares que cristalizaron durante la etapa de la concentración final. Es importante que el
jarabe tenga menos de 70° Brix durante la filtración, ya que durante este proceso el jarabe
seguirá evaporando agua y la concentración de azúcares podría subir 1 ó 2 grados Brix. La
filtración se hace por gravedad utilizando las mallas de acero inoxidable de 60 µm de
diámetro de poro.
Carbonatación
Este proceso t se basa en el principio de que la presión alta y baja temperatura maximizan
la absorción de gas, el gas se disuelve en el líquido hasta que la presión se hace igual a la
presión que empuja hacia abajo el líquido para detener el proceso El aporte de anhídrido
carbónico se produce a temperaturas sumamente bajas, comprendidas entre 2° y 4° C a una
elevada presión (6 bar), creando así las mejores condiciones para la solubilizarían del CO2.
Envasado
El envasado es un proceso sencillo en el que se usa un tanque dispensador de acero
inoxidable. Este tanque tiene incorporado un pequeño grifo (caño) que permite dispensar el
jarabe en los frascos. En el momento del envasado se debe asegurar que la temperatura del
jarabe dentro del tanque sea superior a 85º C y que la concentración de azúcares sea 72º
Brix. Estas simples medidas ayudarán a prevenir el desarrollo de microorganismos en el
producto envasado.
Enfriado, etiquetado y almacenaje
El producto envasado debe ser rápidamente enfriado para estabilizar las propiedades. Los
envases son etiquetados y almacenados en un lugar fresco, limpio, seco y con suficiente
ventilación. El tiempo de vida en anaquel no ha podido ser medido, pero muchos productos
similares alcanzan los 12 meses.

3.3. Calculo de caudales balances de materia y energía completos
-Balance de masa
Inicialmente se estableció la capacidad de la planta que se desea alcanzar teniendo en
cuenta el producto que se desea ofrecer en este caso será una bebida nutraceutica de 350
ml con la que se tendrá una capacidad diaria de 3000 botellas es decir 1050 L diarios.
Con la densidad se logra iniciar el balance para dejar todo en Kg o en L respectivamente
para lo que se le necesite. Con el porcentaje de conversión se peude hacer un análisis global
de cuanto producto se conseguirá a partir de cierta cantidad de materia prima.

Se estableció un valor de entrada requerido para la producción de las 3000 botellas diarias
que con la conversión de Yacón se asume inicialmente, después en la operación de pelado
se elimina el 20% del fruto que es cascara para dejar 10996 Kg de fruto pelado
En el lavado se establede q el 20 % del flujo de entrada es la cantidad de agua que se
utilizara para lavar debido a que el volumen que ocupan los frutos es mayor.
Al igual que en el pelado la extracción y la filtración se basan en los porcentajes de bagazo
y de fibra filtrada que se eliminan en cada una de las operaciones para así enviar a la
operación de evaporación un flujo de 8356,96Kg.

Gracias a los grados Brix que se tienen de la bebida antes y después de la operación de
evaporación se pueda encontrar el valor de la cantidad de agua retirada

Para saber el porcentaje que se requiere en la carbonatación para similar una bebida gaseosa
se debe establecer las composiciones nuevas debido a la evaporación, es decir que el agua
retirada alterara la composición concentrando los azucares y los diferentes componentes del
yacon. El 52% de agua es retirado de la mezcla concentrando el jarabe.
Finalmente se obtiene la nueva composición de azucares y otros agregados del yacon
disminuyendo componentes típicos de una bebida gaseosa como los son el azúcar, la
cafeína, los edulcorantes, etc. Consigueindo un flujo de 1067,83378 L diarios y 26695
mensuales.
Finalmente se alcanza el objetivo de embazar 3050 botellas diarias, es decir 1,068 m3
diarios ò 26,69 mensuales.

-Balance de energía evaporador:

3.
3.4. Termodinámica y cinética de las reacciones químicas
1.4.1. Cinética química de la reacción química:por medio de un reactor por lotes
𝑪𝑶 𝟐 + 𝑯 𝟐 𝑶− −→ 𝑯 𝟐 𝑪𝑶 𝟑
Conversión del 100% de CO2
INCIALES FINALES
𝑪𝑶 𝟐 𝑁 𝐶𝑂2 𝑁𝐴 = 𝑐𝐴,0(1 − 𝑋)
𝑯 𝟐 𝑶 𝑁 𝐻2𝑂 𝑁 𝐻2𝑂 = 𝑐 𝐻20,0(𝜃 𝐻2𝑂 − 𝑋)
𝑯 𝟐 𝑪𝑶 𝟑 0 𝑁 𝐻2𝐶𝑂3 = (𝑐 𝐴,0 − 𝑋)
𝑑𝑁 𝐶𝑂2
𝑑𝑡
= 𝐾 ∗ 𝐶 𝐵 ∗ 𝐶𝐴
𝑑𝑁 𝐶𝑂2
𝑉⁄
𝑑𝑡
= −𝐾 ∗ (𝐶 𝑎,0 ∗ (1 − 𝑋 𝑎) ∗ (𝐶 𝑎,𝑜 ∗ ( 𝜃𝑏 ∗ 𝑋 𝑎))
−𝐶 𝑎,0
𝑑𝑋
𝑑𝑡
= −𝐾𝐶𝑎, 02
∗ (1 − 𝑋 𝑎)2
𝑑𝑋
𝑑𝑡
= 𝐾𝐶 𝑎,0 ∗ (1 − 𝑋 𝑎)2
𝐶 𝑎,0 ∫
𝑑𝑋 𝑎
(1 − 𝑋𝑎)2
1
0
− 𝐾 ∫ 𝑑𝑡
𝑡
0
𝑢 = (1 − 𝑋𝑎)
𝑑𝑢 = −𝑑𝑋𝑎
−
1
𝐾𝐶 𝑎,0
∫
1
𝑢2
1
0
∗ 𝑑𝑢 = ∫ 𝑑𝑡
𝑡
0
−
1
𝑘𝐶 𝑎,0
[
𝑢−1
−1
]
1
𝐾𝐶 𝑎,0
[
1
1 − 1
−
1
1 − 0
] = 𝑡 − 0
1
𝐾𝐶 𝑎,0
= 𝑡
Teniendo K y la concentración inicial de líquido carbónico se puede determinar el tiempo
de reacción.

3.5. Servicios y equipos a adquirir
Los equipos que se utilizaran para cada operación unitaria estarán en contacto directo con el
producto y al ser este un líquido se deben de tener en cuenta ciertos parámetros importantes
para no permitir el deterioro del equipo o que se involucre directamente de una forma
nociva con el producto.
Se usara como material de fabricación para los diferentes equipos los siguientes aceros:
por costo acero SAE 4140 que es un acero medio carbono aleado con cromo y molibdeno
de alta templabilidad y buena resistencia a la fatiga, abrasión e impacto. Este acero puede
ser nitrurado para darle mayor resistencia a la abrasión. Es susceptible al endurecimiento
por tratamiento térmico.
La mayor parte de los equipos se fabricara en 1040 que es un acero que soportará 90.000
libras (40.823 kg) de fuerza por pulgada (2,5 cm) cuadrada antes de que falle, puede ser
deformado a poco menos del 28 por ciento de sus dimensiones originales, con un 54,9 por
ciento de reducción en el área.
Los aceros mas utilizados en la industria son SAE 1010, 1040 y 1045.
Para los equipos que están en contacto con altas temperaturas se usara acero AISI: H13 el
cual es un acero de alta resistencia a la temperatura , al choque térmico, a la formación de
fisuras y al desgaste.
Algunas partes se fabricaran en acero 4140 como pasadores y cosas que no tendrán mayor
esfuerzo en la maquinaria.
Los aceros mas utilizados en la industria son SAE 1010, 1040 y 1045.
Recepción: para almacenar el material en la entrada del proceso se usara un silo que
permitirá mantener de forma organizada el fruto este debe tener una capacidad mayor a la
de 14 toneladas que es lo que se recibirá a diario. Es necesario adquirir uno de respaldo por
si en algún momento se llega a requerir para almacenar mayor cantidad de materia prima.
Selección: La selección será un proceso que dependerá netamente del operador debido a
que bajo distintos paramentos se encargara de aprobar el paso del fruto a la siguiente
operación dentro del proceso. Para esto se utilizara una banda transportadora que facilitara
el movimiento de la materia prima y disminuirá tiempos. Adicionalmente se usara un
tanque receptor de residuos el cual almacenara el producto no deseado.

Pelado: El pelado de las raíces se hace manualmente sobre una mesa de acero inoxidable
utilizando un pelador doméstico de papas. A medida que se pelan las raíces, es
recomendable sumergirlas en un recipiente con agua potable con el fin de retardar el
pardeamiento.

Lavado: El lavado se realizara en un equipo que mantendrá por medio de una bomba
agitado el flujo de agua evitando la decantación de solidos y permitiendo la remoción de
impurezas presentes en el fruto. En esta operación debe existir una capacidad de 10540 L
como mínimo en donde el 20 % estará ocupado por agua.
Extracción: Este extractor contiene un disco abrasivo rotante que tritura la raíz y permite
una separación inmediata del jugo y del bagazo, además, debe asegurar que el bagazo
expulsado contenga el menor nivel de humedad posible. En esta etapa se pierde alrededor
del 20% del peso de las raíces peladas en forma de bagazo. También este produce al
instante un jugo claro que puede ser tratado de manera inmediata para evitar el
pardeamiento. La extracción debe tener una capacidad mínima de 11000 kg.

Filtración:El proceso de filtración consiste en forzar el paso del jugo a través de una
membrana porosa con el fin de retener las partículas de bagazo para luego eliminarlas. La
mejor manera de filtrar el jugo de manera eficiente y rápida es usando un filtro prensa. Son
mejores las mallas construidas con material de acero inoxidable ya que tienen un periodo de
vida más extenso y garantizan el cumplimiento de las normas de higiene en el
procesamiento. El tamaño de poro de las mallas no debe ser mayor a 100 µm de diámetro.
El filstro debe de tener una capacidad minima de 8800Kg.

Evaporación:Este proceso debe ser manejado de manera muy coordinada entre las tres
partes de las que consta el evaporador de maple:
Tanque de recepción
Bandeja de evaporación
Horno
La capacidad mínima que requiere el evaporizador es de 8400 Kg.
Carbonatación:
La bebida de jarabe es enviada a través de la bomba al dosificador el cual trabaja acorde al
principio Venturi. Un control optimizado mantiene la velocidad de flujo a través del
dosificador con un rango constante de trabajo. El vacío parcial generado en el área de
menor área de flujo del dosificador causa una disminución de la presión, de esta manera se
produce la succión de CO2. A parte de esto, el corto periodo de tiempo favorece a la
distribución del gas CO2 haciendo una mezcla homogénea en el producto. El CO2 es
suministrado desde un tanque presurizado hacia el saturador. La constante sobrepresión del
tanque de CO2 permite una carbonatación equilibrada de la bebida. Este procedimiento
mejora la perdida de CO2 en el proceso.
La capacidad mínima que requiere la carbonatación es de 1400 Kg.

3.6. Equipos y accesorios por construir. Materiales de construcción
En el anterior ítem se establecen los requerimientos y características de los equipos que se
necesitan para la construcción de la planta, a continuación se mostraran las características
del sistema de tuberías y válvulas.
En su mayoría, las tuberías transportaran vapor de agua, agua y jarabe de yacón, es por esto
que deben tener las siguientes características:
Tabla 11
Caracteristicas de meteria de tuberias:
La utilización de recubrimiento para aislamiento térmico en tuberías de vapor disminuye el
consumo de energía, reduciendo las pérdidas de calor a través de las paredes. Pueden
considerarse valores de temperatura de pared por encima de 80°C.
Se utilizara tubería de acero u otro materia adecuado, según normas UNE u otra norma
internacionalmente reconocida, cuyas características de presión y temperatura de servicio
sean como mínimo las de diseño. Para el cálculo de las redes de tuberías se tomara la

temperatura máxima del fluido a transportar y la presión como la máxima total en la
instalación. Las tubería tendrá un diámetro tal que la velocidad máxima de circulación es de
50m /s.
Tipos de trampas
Una trampa para vapor es un dispositivo que permite eliminar: condensado, aire y otros
gases no condensables, además de prevenir pérdidas de vapor.
Parámetros a tener en cuenta para la selección:
1.- Caudal de condensado (kg/hr)
2.- Presión nominal de vapor
3.- Diferencial de presión (P2 - P1)
4.- Tipo de conexión (Roscada, soldada, bridada)
5.- Material: Se recomienda que los colectores de condensado de la línea de vapor
tengan un diámetro que no sea inferior a 1/3 del diámetro de la línea.
 Buen drenaje de condensado
 Muy fuerte e insensible a los daños por congelamiento del vapor de agua
 Controlador hecho de acero inoxidable
 Disponible con unidad separada de control y heat chamber
 Protección integrada de no retorno
 Conexiones: Bridada, enroscados, terminales soldados, terminales
 soldados de socket.
 Dimensiones: : DN 15 a DN 50
 Presión: PN 6 a PN 40
 Materiales: C22.8 ; 15 Mo3; acero inoxidable
VALVULAS:
La gama de carbonadores va de un diámetro mínimo de 63 mm a un máximo de 168mm,
para un volumen cambiable interno de un mínimo de 0,5 y un máximo de 8; contienen
válvulas de seguridad prestablecidas, el control se puede comprobar con uno o dos
sensores, se pueden modificar para requisitos particulares por varios dispositivos como
altura especia, descarga más baja y la salida de la bebida por medio de un tubo lateral.

Las válvulas Mariposa de alto comportamiento se emplean en servicios que exceden los
límites de presión y temperatura de las válvulas con asiento suave o cuando deben
cumplirse especificaciones ANSI (American National Standards Institute). También se
aplican en alto ciclaje de apertura-cierre. En las válvulas de asiento suave el asiento
siempre está en contacto con el disco y cada ciclo contribuye a al desgaste del asiento.
Una válvula de mariposa de alto comportamiento tiene un diseño excéntrico que lleva un
disco "doble excéntrico" (doble "offset"). Este diseño permite menos desgaste por
rozamiento y por lo tanto una mayor vida y ciclaje. Se tienen pruebas de válvulas de
mariposa de alto comportamiento que han ciclado millones de veces y aún exhiben cierre
hermético.
Las normas MSS-SP68, AP1609, ANSI 150 (285psi) y ANSI 300 (740psi), son las bases
para el diseño de estas válvulas. A diferencia de las válvulas de asiento suave, las de alto
comportamiento (high performance) tienen una curva presión-temperatura asociada. A
medida que aumenta la temperatura la capacidad de soportar presión, disminuye.

3.7. Mano de obra
En cuanto al personal que será empleado para la producción en planta se tienen en cuenta
las siguientes operaciones y el número pertinente de personas para cada una de ellas:
Tabla 12
Costo de mano de obra (operarios).
NÚMERO CARGOS A
PROVEER
IDENTIFICACIÓN
DEL CARGO
SALARIO
BÁSICO
MENSUAL
PRESTACIONES
SOCIALES
SUBSIDIO
TRANSPORTE
TOTAL MENSUAL
2 operario $ 700.000,00 $ 728.000,00 $ 144.000,00 $ 1.572.000,00
6 operario $ 700.000,00 $ 2.184.000,00 $ 432.000,00 $ 3.316.000,00
40 operario $ 700.000,00 $ 14.560.000,00 $ 2.880.000,00 $ 18.140.000,00
1 operario $ 700.000,00 $ 364.000,00 $ 72.000,00 $ 1.136.000,00
1 operario $ 700.000,00 $ 364.000,00 $ 72.000,00 $ 1.136.000,00
1 operario $ 700.000,00 $ 364.000,00 $ 72.000,00 $ 1.136.000,00
1 operario $ 700.000,00 $ 364.000,00 $ 72.000,00 $ 1.136.000,00
1 operario $ 700.000,00 $ 364.000,00 $ 72.000,00 $ 1.136.000,00
1 operario $ 700.000,00 $ 364.000,00 $ 72.000,00 $ 1.136.000,00
1 operario $ 700.000,00 $ 364.000,00 $ 72.000,00 $ 1.136.000,00
1 operario $ 700.000,00 $ 364.000,00 $ 72.000,00 $ 1.136.000,00
1 operario $ 700.000,00 $ 364.000,00 $ 72.000,00 $ 1.136.000,00
1 operario $ 700.000,00 $ 364.000,00 $ 72.000,00 $ 1.136.000,00
1 operario $ 700.000,00 $ 364.000,00 $ 72.000,00 $ 1.136.000,00
1 operario $ 700.000,00 $ 364.000,00 $ 72.000,00 $ 1.136.000,00
2 operario $ 700.000,00 $ 728.000,00 $ 144.000,00 $ 1.572.000,00
2 operario $ 700.000,00 $ 728.000,00 $ 144.000,00 $ 1.572.000,00
2 operario $ 700.000,00 $ 728.000,00 $ 144.000,00 $ 1.572.000,00
2 operario $ 700.000,00 $ 728.000,00 $ 144.000,00 $ 1.572.000,00
2 operario $ 700.000,00 $ 728.000,00 $ 144.000,00 $ 1.572.000,00
TOTAL INVERSIÒN $ 44.520.000,00

Tabla 13
Costo de personal del área administrativa.
NÚMERO
CARGOS A
PROVEER
IDENTIFICACIÓN
DEL CARGO
SALARIO
BÁSICO
MENSUAL
PRESTACIO
NES
SOCIALES
SUBSIDIO
TRANSPORTE
TOTAL
MENSUAL
1 gerente
$
3,000,000.00
$ 1,560,000.00
$
- $ 4,560,000.00
1 contador
$
2,000,000.00
$ 1,040,000.00
$
- $ 3,040,000.00
1 jefe de planta
$
1,500,000.00
$ 780,000.00
$
- $ 2,280,000.00
4 recursos humanos
$
900,000.00
$ 468,000.00 $ 288,000.00
$ 1,656,000.00
5 calidad
$
1,000,000.00
$ 520,000.00 $ 360,000.00
$ 1,880,000.00
4 servicios generales
$
650,000.00
$ 338,000.00 $ 288,000.00
$ 1,276,000.00
2 recepción
$
700,000.00
$ 364,000.00 $ 144,000.00
$ 1,208,000.00
TOTAL
INVERSION $ 15,900,000.00
Tabla 14
Costo de personal del área comercial.
NÚMERO
CARGOS A
PROVEER
IDENTIFICACIÓN
DEL CARGO
SALARIO BÁSICO
MENSUAL
PRESTACIONES
SOCIALES
SUBSIDIO
TRANSPORTE
TOTAL
MENSUAL
1 jefe de mercadeo 1100000 572000 72000 $ 1,744,000.00
3 vendedores 900000 468000 211500 $ 1,579,500.00
TOAL
INVERSION $ 3,323,500.00

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4. RECOLECCIÓN DE DATOS ECONÓMICOS ESPECÍFICOS.
Los objetivos más claros de esta parte del trabajo son analizar la competencia para
facilitarlas propuestas que permitan promocionar de una forma práctica y eficiente el
producto en cuestión, así como también, identificar el mercado para garantizar la viabilidad
del producto y tener claro los sectores en donde se podría desenvolver de una mejor forma;
adicional a esto se desea estudiar el entorno de la empresa conociendo los estudios
relacionados para dimensionar el futuro del producto.
En el cálculo de costos y utilidades se da uso a la plantilla trabajada en ingeniería
financiera.
4.1.Estimación de costos de producción.
TABLA 15
Costos generales estimados de producción.
Tabla de análisis de costos
Maquinaría, mueble,
insumo, herramientas,
otros
Cantidade
s
necesarias
Costo unitario Valor total Proveedores
Transporte
Camioneta 1
200.000
por viaje
200.000
Independient
e
Selección
Set Cuchillo 15 $ 14.983.33 $ 225,000 Homecenter
Vanyplas Tanque #3 110
litros azul
5 $414.000 $ 2’070.000
colemtanque
s
Mesa Acero Inoxidable
Altura 600 Central Ancho
700
2 $ 978.322,8
$
1.956.645,6
expomaquina
ria
Báscula industrial 1 $918.720 $ 918.720 Anapesing
Báscula semi-industrial 1 $ 614.880 $ 614880 Anapesing
Báscula manufacturera 1 $ 512.400 $ 512.400 Anapesing
Refractómetro portail 0-
90%
2 $ 220.00 $ 440.000
Mercado
libre
Lavado y desinfección
Argos Cepillo plástico
doble uso medium 7 $ 9.900 $ 69.300 homecenter

Blanqueador Clorox
Regular X 3800
3 $ 9.690 $ 20.970 Makro
Imusa Ponchera 47 litros
azul
5 $ 34.900 $174.500 Homecenter
Pelado
Pelador 15 $ 16.900 $ 253.500 Homecenter
Imusa Ponchera 47 litros
azul
3 $ 34.900 $104.700 Homecenter
Extracción del jugo y control del pardeamiento:
Extractor de jugo Industrial 1 $ 3.800.000 $ 3.800.000 A la maula
Power Juicer Deluxe
Lalannes Extractor semi
industrial
1 $ 363.000 $ 363.000 A la maula
Extractor de jugos oster
3157 400w jarra de 600ml
manufacturero
1 $ 135.000 $ 135.000 A la maula
Ácido ascórbico * 125 45 $ 15.000 $ 675.000
Laboratorios
lamber S.A
Filtración del jugo:
Filtro Prensa En Acero
Inoxidable 304
Manufacturero
1 $ 6.300.000 $ 6.300.000 Anapesing
Trent International filtro
prensa industrial
1 $ 100.570.000
$
100.570.00
0
Maquinaria
en línea
Filtro prensa semi-
industrial
1 $ 35.000.000
$
35.000.000
Mercado
libre
Evaporación y concentración del jugo
Evaporador maple
BASCON Semi-industrial
18” *48”
1 $ 10.538.920
$
10.538.920
Bascon
Evaporador maple
BASCON Semi-industrial
18” *48”
1 $ 4.161.570 $ 4.161.570 Bascon
Evaporador maple
Manufacturero 24” *23”
1 $ 2.046.338 $ 2.046.338 Bascon
Concentración jarabe
Caldero Extrafuerte
corregido al proceso
50X30cm
2 $ 179.900 $ 359.800
Makro y
modificado
en casa
Estufa industrial 1 $ 917.989 $ 917.989
Industrias
vargas
Filtración jarabe
Filtro Prensa En Acero
Inoxidable 304
Manufacturero
1 $ 6.300.000 $ 6.300.000 Anapesing

Malla 0,60 micrómetros de
abertura para filtro prensa
de acero inoxidable
10 $ 3.649,64 $ 36.496,4 Alibaba
Planta de carbonatación
Planta industrial 1 $ 91.240.876
$
91.240.876
Alibaba
Planta semi-industrial
carbonatación
1 $ 30.879.945
$
30.879.945
Alibaba
Tabla 16
Costo de producción por bebida de yacón
NOMBREDEL
INSUMO
UNIDAD DE
MEDIDA
CANTIDAD
NECESARIA
PARA UNA
UNIDAD
COSTO
UNITARIO DEL
INSUMO
COSTO TOTAL
yacón kg 12.9 1500 $ 19,350.00
agua destilada litros 0.515 2000 $ 1,030.00
colorante kg 0.00327 14000 $ 45.78
esencia litros 0.000262 15800 $ 4.14
preservante kg 0.000405 6050 $ 2.45
liquido carbónico metros cúbicos 9.76E-06 120000 $ 1.17
ácido cítrico kg 0.005139 3290 $ 16.91
4.2.Utilidades.
En promedio se desea obtener una utilidad del 30% sobre el costo de fabricación de la
bebida lo cual nos da un valor de:
𝑪𝑶𝑺𝑻𝑶𝑺 𝑻𝑶𝑻𝑨𝑳𝑬𝑺 − (𝑪. 𝑻𝑶𝑻𝑨𝑳𝑬𝑺− 𝑰𝑴𝑷𝑼𝑬𝑺𝑻𝑶𝑺)
𝟏 − ((%𝑼𝑻𝑰𝑳𝑰𝑫𝑨𝑫 𝑫𝑬𝑺𝑬𝑨𝑫𝑶)− ( 𝑰𝑴𝑷𝑼𝑬𝑺𝑻𝑶𝑺))

Tabla 17
Precio de ventas potencia
$26,585.58 PRECIO POTENCIAL DE VENTAS AÑO 1
Tabla 18
Presupuesto de ventas en unidades
DESCRIPCIÓN AÑO1 AÑO2 AÑO3 AÑO4 AÑO5 TOTAL
TOTAL
UNIDADES
915000 997350 1097085 1217764 1351718 5,578,918
PRECIO POR
UNIDAD
$26,586 $27,407 $28,216 $29,852 $30,986
TOTAL EN
PESOS
$24,325,808,324 $27,334,448,624 $30,954,896,344 $36,352,811,168 $41,884,981,972 $160,852,946,431
4.3.Mercados
El producto que se desea dar a conocer es una bebida carbonatada para personas con
problemas de obesidad y diabetes pero con la gran ventaja que no tiene contraindicaciones

para personas regulares que deseen consumirla, ampliando las secciones en donde se puede
comercializar. Además En una ciudad tan comercial como Bogotá se garantiza al menos un
mínimo de demanda en cuanto a este tipo de productos
Se desea exportar pero principalmente se iniciara dándose a conocer en el interior del país.
Tabla19
Estudio de posible mercado en Colombia.
Producto segmento Área / país Tecnología
Bebida
carbonatada
dietética
Supermercados,
almacenes de
cadena
Principales ciudades industrial
Bebida
carbonatada
dietética
Colegios y
universidades de
Bogotá
Principales ciudades
de Colombia
industrial
Bebida
carbonatada
dietética
Gimnasios y
centros deportivos
Principales ciudades
de Colombia
industrial
Debido a la gran demanda que generan las bebidas carbonatadas su público es extenso y
permite vincularse en diferentes campos, y al resaltar sus propiedades presentadas por el
cambio de la sacarosa por la oligofructosa se amplía buscando penetrar debidamente el
mercado de productos saludables.

Tabla 20
Análisis de clientes y competidores.
GRUPOS DE
CLIENTES
PRODUCTOS
COMERCIALIZADOS
MOTIVACIONES
DE COMPRA
VALORIZACIONES
VRS
COMPETENCIA
PRINCIPALES
COMPETIDORES
Supermercados
en cadena
Bebida carbonatada
con sabor a Yacón
Sixpac, canasta, litro.
Empaque
llamativo.
Practicidad.
Precio asequible.
Buena BEBIDAS
ENERGETICAS
EN GENERAL
supermercados Bebida carbonatada
con sabor a Yacón.
Sixpac, canasta, litro.
Promociones por
compras mayores.
Empaque
llamativo.
Precio asequible
Buena BEBIDAS
ENERGETICAS
EN GENERAL
colegios Bebida carbonatada
con sabor a Yacón
canasta
Empaque practico.
Empaque
llamativo para
niños
Económico.
Buena NA
restaurantes Bebida carbonatada
con sabor a Yacón
Canasta, litro
Presentación
práctica y
llamativa.
Buena NA
Gimnasios y
centros
deportivos
Bebida carbonatada
con sabor a Yacón
Canasta, sixpac
Resaltar
beneficios hacia la
salud
Buena NA

4.4.Competencia.
Nuestra empresa (y producto) competirá directamente con otras empresas de bebidas
dietéticas, más que con empresas de productos naturistas o adelgazantes. Es una
competencia demasiado grande), tanto por la expansión y exploración del campo industrial
como por la calidad, buen nombre y gran tamaño de nuestros competidores. Ya que no es
fácil competir con empresas que generan bebidas de manera continua y sin muchas
complicaciones.
Tabla 21
Posible competencia para el proyecto.
EMPRESA PRODUCTO SEDE PRESENTACION EXPORTACION
Probell Bebida
carbonatada:
jumex sport
hidratante
CALI Personal 350 y
600 ml
SI
HERBARIFE Bebidas y
malteadas
nutricionales
TODO EL
PAÍS
618 – 638
GRAMOS
SI
LASANTE
VITAL
Bebidas
nutricionales a
base de frutos
como el noni
TODO EL
PAIS
360 ml SI

Tabla 22
Empresas productoras de bebidas ligth
CONCEPTOS NUESTRA
EMPRESA
HERBALIFE LASANTE VITAL
Dimensión y
ámbito geográfico
Latinoamérica Latinoamérica Latinoamérica
Clientes
preferentes
Supermercados,
colegios, gimnasios
y centros deportivos.
Por catálogo Por catalogo
Líneas de
productos
Bebida tamaño
personal de yaCO2n
Bebidas y mateadas
nutricionales
Bebidas
nutricionales a base
de frutos como el
noni
Comunicación Voz a voz,
comerciales, bayas
publicitarias , redes
sociales, muestras
gratis
Propagandas en tv,
promociones centros
comerciales, prensa.
Bayas publicitarias,
redes sociales,
comerciales.
Cabe resaltar que se aspira a competir con estas entidades en un futuro, cuando nuestros
productos, de características similares al de ellos sean dados a conocer y aprobados por un
público. También que estas entidades son empresas que operan en el ámbito internacional;
para nuestra empresa es primordial impactar inicialmente en un aspecto distrital, siendo
este Bogotá y continuamente a nivel nacional.
Gracias a los avances tecnológicos que se han ido presentando en la industria de alimentos
y al progreso que ha tenido Colombia tecnológicamente para la producción en masa
mejorando las líneas de producción, aumentando la higiene por cada operación unitaria y
forzando a todas las empresas a ser mejores competidores entre si se ha conseguido una
industria alimenticia con mayores índices de calidad, rendimiento y eficiencia.

Teniendo en cuenta que nuestro producto presenta beneficios para la salud y que su
mercado es muy amplio, adjuntando el valor agregado que la industria de alimentos ofrece
nos enfocamos en la producción de una bebida dietética que promueve una fruta artesanal
con propiedades que beneficial el organismo y que es apta para todo tipo de público. La
producción no será un problema debido al amplio campo de enfoque que permite escoger el
mejor diseño de proceso y el más rentable sin modificar la calidad del producto terminado,
Las cantidades de equipos inicialmente necesarios para establecer una planta productora
estará determinada por la cantidad de capital de inversión.
Debido a que nuestro producto es innovador, que se ofrecerá a un público que hasta ahora
no se ha familiarizado con el sabor de la fruta artesanal producida en Colombia y que al
tener en cuenta lo anterior es un fruto económico haciendo una disminución en nuestros
gastos, será un producto económico que se presentara al público con las ventajas que
proporciona las propiedades de un nuevo sabor, generando en este curiosidad por
conocerlo y por emplearlo debido a sus cualidades representativas frente a la diabetes y al
sobrepeso. Se aprovechara que es un producto natural y efectivo, así mismo debido a la
falta de su aprovechamiento se facilitara la adquisición de la materia prima y será difícil
su escases debido a su falta de uso.
Al estar relacionado con la necesidad de las personas que desean conservar su salud en
buen estado y promover una cultura corporal sana se cuidara de mantener siempre una
calidad y efectividad correcta sin engañar al público ni descuidar el producto.
En Bogotá así no sea conocida la fruta, el Yacón se puede adquirir con facilidad en la
central de abastos o directamente desde los productores con un precio asequible y benéfico
para ingresarlo al proceso como materia prima

4.5.Inversión total.
4.5.1. Activos fijos
Tabla 23
Bienes fijos
Cantidad Marca Valor Total $
computador 11 Hp 900000 $ 9.900.000,00
impresora 5 hp 200000 $ 1.000.000,00
teléfono fijo 5 GE 80000 $ 400.000,00
teléfono
celular
10 Samsung 100000
$ 1.000.000,00
Camion
transporte
1 Tonkin 150000000
$150.000.000
Total Equipos
de Computo $1 62.300.000,00
Tabla 24
Equipos y maquinaria
Maquinaria y equipo Cantidad Marca Valor Total $
tanque 110 lt vanyplas 5 414000 $ 2.070.000,00
mesa acero inoxidable expomaquinaria 3 979000 $ 2.937.000,00
bascula industrial anapesing 1 919000 $ 919.000,00
bascula semi-industria anapesing 1 614900 $ 614.900,00
bascula manufacturera anapesing 1 512400 $ 512.400,00
refractómetro mercado libre 2 220000 $ 440.000,00
maquina transportadora mercado libre 1 18683220 $ 18.683.220,00
peladores homecenter 15 16900 $ 253.500,00
extractor a la maula 1 3800000 $ 3.800.000,00
extractor semi industrial a la maula 1 363000 $ 363.000,00
extractor manufacturero a la maula 1 135000 $ 135.000,00
malla micrometros alibaba 20 3700 $ 74.000,00
filtro presa industrial
maquinaria en
linea
1 100570000
$ 100.570.000,00
filtro presa semi industrial mercado libre 1 35000000 $ 35.000.000,00
evaporador maple bascon 1 10539000 $ 10.539.000,00
evaporador map
manufacturero
bascon 1 2046400
$ 2.046.400,00

caldero extrafuerte makro 4 180000 $ 720.000,00
estufa industrial industrias Vargas 1 918000 $ 918.000,00
planta industrial carbonatación alibaba 1 122100000 $ 122.100.000,00
Total
Maquinaria y
Equipo
$ 302.695.420,00
Tabla 25
Muebles y enseres.
mueble Cantidad Valor Total $
puesto de trabajo
ocmpleto
5 1800000
$ 9.000.000,00
escritorios 7 250000 $ 1.750.000,00
sillas 26 80000 $ 2.080.000,00
archivos 4 150000 $ 600.000,00
complemento de oficinas 15 23000 $ 345.000,00
Total Muebles
y Enseres
$ 13.775.000,00
El total de la inversión total seria la suma de los activos fijos con el costo de producción del
primer mes:
$20,450.45 ∗ 26250 𝑢𝑛𝑖𝑑 𝑚𝑒𝑠 = $536´824.312 𝑐𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑑. 𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑟 𝑚𝑒𝑠)
$536´824.312 + $13′775.000 + $302′695.420 + $162′300.000 = $1015′594.732
IVERSIÓN TOTAL INICIAL= $𝟏𝟎𝟏𝟓′𝟓𝟗𝟒. 𝟕𝟑𝟐.

5. TABLA DE EQUIPOS DE PROCESOS
OPERACIÓN EQUIPOS DIMENSIONES MATERIAL
Recepción Silos- TK101 A, TK101 B Para un tanque:
r:1 m
h:3,5 m
v:10,99 mˆ3
Sobredimensionamiento:
0,45 mˆ3
para dos tanques:
r:1,1 m
h:1,5 m
v:5,70 mˆ3
0,43 mˆ3
AceroSAE 304L/304/326L
Selección Banda transportadora Se usarandos bandas
transportadoraspor
mesade operación
AceroSAE 1045
Pelado Banda transportadora Alto:0,1 m
Ancho:1,17 m
Largo: 4,68 m
Polimero
Lavado Tanques - V101 A, V101 B Para un tanque:
r:1 m
h:4,5 m
v:14,13 mˆ3
1,49 mˆ3
para dos tanques:
r:1,1 m
h:1,8 m
v: 6,84 mˆ3
1,51 mˆ3
Extracción Extractor - V102 A,V102 B Para unextractor:
r:1 m
h:3 m
v:9,42 mˆ3
099 mˆ3
para dos extractores:

r:1,1 m
h:1,3 m
v:4,94 mˆ3
0,72 mˆ3
Filtración Filtro- F101 Para un filtro:
r:1 m
h:2,3 m
v:7,22 mˆ3
0,48mˆ3
para dos filtros:
r:1,1 m
h:1 m
v:3,80 mˆ3
0,42 mˆ3
Evaporación Evaporador- E101 Para un Eevaporador:
r:1 m
h:2,3 m
v:7,22 mˆ3
0,81mˆ3
para dos evaporadores:
r:1,1 m
h:1 m
v:3,80 mˆ3
059 mˆ3
AceroSAE H13
Carbonatación Reactor - R101
r:0,6 m
h:1,5 m
v:1, 64 mˆ3
0,62 mˆ3
AceroSAE H13
Envasado Dosificador AceroSAE 1045/1010/1040

6. COMERCIALIZACIÓN.
6.1.Ventas y servicios de ventas (métodos de venta y distribución, propaganda
requerida, servicios técnicos requeridos).
Como primera medida, tomaremos los medios de publicidad como una herramienta
importante, gracias a que esta hará que los clientes se interesen por el producto, luego
buscamos conformar diversos puntos (por ahora) en Bogotá para ampliar la penetración en
el mercado y expansión de este, luego al adquirir gran reconocimiento podremos
expandirnos a nivel nacional.
Estrategia de Cartera, se buscara hacer convenios con diferentes centro de salud o de
recreación haciéndoles ver las ventajas de nuestro producto y lo que puede ofrecer a sus
posibles consumidores, de esta forma en los lugares que decidan apoyarnos hacer campañas
para la participación de eventos que promuevan el producto por sí solo, como pueden ser
carreras, competencias apoyando a deportistas que empiecen a familiarizarse con la bebida,
en un inicio se buscara apoyo de instituciones que busquen un beneficio similar al nuestro.
Estrategia de segmentación, debido a que es un producto muy comercial, que se ofrece
fácilmente gracias a la notable demanda existente de productos carbonatados se buscara
llegar principalmente a las personas con problemas de obesidad haciéndoles saber que el
Yacón tiene propiedades diuréticas y la gran ventaja que presenta la sustitución de la
sacarosa por la oligofructosa, pero teniendo presente que en un futuro se busca que el
público sea generalizado.
Estrategia de crecimiento, nuestra más grande prioridad es beneficiar a las personas con
problemas de sobrepeso, puesto que estos serán nuestros clientes principales dado a que el
producto está enfocado a ellos, además nuestra segunda prioridad es mantener en
excelentes condiciones el funcionamiento de la empresa, teniendo un riguroso reglamento
para cada uno de los integrantes. El objetivo de nuestro producto es lograr una óptima
satisfacción por parte del público, teniendo en cuenta su calidad y adecuada disposición.
Promoviendo a un crecimiento viable y productivo.

Comercialización, Cuando se nombra la palabra comercialización, muchas empresas se
refieren simplemente a vender y hacer publicidad de un producto, pero, existen factores
como el evaluar las necesidades del demandante, los beneficios que adquirirán los clientes
con el producto y por último analizar el precio que está dispuesto a pagar cada cliente por el
bien o servicio.
Para esta distribución, se incurrirá en métodos de tele mercadeo, para establecer con certeza
citas, que posteriormente se deben confirmar para las visitas de un representante de la
empresa, ante las entidades anteriormente mencionadas, también informando a cerca de
este nuevo producto por un medio masivo de comunicación como el periódico; así como la
entrega de volantes y plegables a público en general, desde transeúntes hasta gerentes de
empresa. Del mismo modo se hará por Internet y por medio de bayas publicitarias.
Estrategia de posicionamiento, debido a que es un producto que presenta innovación
convirtiéndolo en algo único el posicionamiento se dará gracias a las propiedades que
presenta, cuando se hayan dado a conocer el producto adquirirá un lugar en el mercado.
Tabla 26
Matriz de Ansof.
MERCADO PRODUCTO EXISTENTE PRODUCTO NUEVO

6.2.Condiciones de envío del producto (recipientes y restricciones).
Las bebidas carbonatadas pueden ser envasadas tanto en envases retornables como
descartables. A nivel internacional, tanto el plástico como el vidrio son materiales aptos
para ambas opciones de envasado. El sistema de envasado así como el tipo de material tiene
un impacto específico sobre la salud y el medio ambiente y conllevan costos específicos a
lo largo de su ciclo de vida. Se escoge el envase descartable plástico porque tiene una
ventaja costo-eficiencia que el envase retornable de vidrio.
Mercado
actual
Bebidas con sabor a Yacón una fruta
desconocida artesanal típica de
Colombia que sustituye la sacarosa por
fructosa ofreciendo múltiples
propiedades benéficas para la salud.
Teniendo en cuenta las
propiedades del Yacón mantener
en constante estudio la
optimización del proceso para
mejorar sus condiciones y
presentación
Mercado
nuevo
Producto conocido y deseado no solo
por personas con problemas de
obesidad sino todo tipo de público que
ha adquirido un gusto propio por la
marca
Generación de otros productos
basados en Yacòn que mantengan
el contexto de la empresa pero que
sigan impulsando el sentido de
innovación.

6.2.1. Desventajas del vidrio en comparación con el PET:
6.2.2. Ventajas del PET como envase:
No extrae ni transfiere sabores a la bebida envasada.
Muy buenas propiedades de barrera
Es un material amorfo, cristalizable y fácil de procesar.
Alta claridad y excelente brillo
Resistencia química.
Esterilizable.
Irrompible.
Reciclable.

Crea menos residuos sólidos por unidad de contenidos que el vidrio o el aluminio,
es de fácil y segura manipulación.
El consumidor no tiene que llevar al supermercado las botellas vacías.
Es compactable.
Si se dispone en un relleno sanitario ocupa un mínimo espacio y por ser
químicamente inerte no contamina.
En cuanto a restricciones se debe conservar la bebida a condiciones ambientales o bajo
refrigeración, es importante evitar el contacto con el calor porque esto podría deteriorar la
conservación de la bebida, según estudios realizados el tiempo de dicha conservación es de
12 meses.
6.3.Situación de la patente y restricciones legales
En Colombia la entidad encargada de otorgar las patentes es la Superintendencia de
Industria y Comercio cuyas oficinas principales se encuentran Bogotá; allí, se pueden
adquirir las carpetas para solicitud de Patentes de Invención, Modelos de Utilidad y/o
Diseños Industriales. Esta entidad también se encarga de registrar marcas, sean
nominativas, de origen, mixtas o enseñas comerciales.
Superados los trámites se debe realizar una publicación en "LA GACETA DE LA
PROPIEDAD INDUSTRIAL". Se dejan 30 días hábiles después de la publicación por si
alguien requiere formular una demanda de oposición u observaciones.
6.3.1. Requisitos para solicitar patente:
Se debe adquirir la carpeta en cartulina (Forma P-10) la cual servirá de carátula para la
solicitud.
Las solicitudes presentadas a la Superintendencia de Industria y Comercio deben contener:
 La identificación del solicitante y del inventor
 Título o nombre de la invención que debe ser Descriptivo, Breve y Preciso, evitando
la designación excesivamente general o abstracta, sin hacer referencia a la marca o
el nombre comercial que se le quiera dar al producto o proceso.
 Un resumen con el objeto y finalidad de la invención.
 La descripción clara y completa de la invención en forma tal que una persona
versada en la materia pueda ejecutarla; si es necesario, debe ayudarse de dibujos
realizados técnicamente.
 Una o más reivindicaciones que precisen la materia para la cual se necesita la
protección mediante la patente.

 Para la interpretación de la invención: Los dibujos, los planos o las figuras que sean
necesarias, en hojas tamaño oficio, realizados en tinta negra indeleble por una sola
cara del papel, en lo posible sin marcos ni letreros (sólo los que sirvan para designar
la figura)
 Cuando hay una solicitud extranjera previa: la copia de la primera solicitud de
patente, en el caso de que se solicite prioridad, señalándola expresamente: si no se
reclama la prioridad, no es exigible la copia.
 La tarjeta para el archivo temático y una tarjeta para el archivo de propietarios,
debidamente diligenciada, de acuerdo con el formato de la Superintendencia de
Industria y Comercio.
 Para efectos de publicación : un resumen que contenga la identificación del
inventor, el título de la invención, lo más relevante de la descripción o
reivindicación, el arte final del dibujo o figura más característica, o fórmula química
más característica en tamaño de 12 x 12 cm por duplicado si fuere el caso y los
datos bibliográficos pertinentes.
 Los poderes que fueren necesarios
 Comprobante de pago para Patente de Invención o para Patente de Modelo de
Utilidad.
 El texto (por duplicado de la descripción) y las reivindicaciones debe ser presentado
en hojas blancas tamaño oficio, escritas en tinta negra e indeleble, por una sola cara
del papel. El original quedará en la oficina y la copia será para el solicitante.
Tabla 27
Documentos necesarios para presentar patente

7. LOCALIZACION, CONSTRUCCIÓN Y FUNCIONAMIENTO DE LA PLANTA
7.1. Distribución de la planta de proceso

7.2. Planos detallados para la construcción de equipos
Se hace un análisis por cada una de las operaciones unitarias del proceso, y se generan las
dimensiones para la construcción de equipos si dicha operación la requiere
7.2.1. Para la recepción de la materia prima habrán dos personas que se encargaran de la
logística de entrada, recibirán los productos, revisaran las cajas o bultos y organizaran el
material de una forma apropiada. Esto se realizara en la entrada de la bodega y se puede
necesitar de un silo o tanque de almacenamiento para su recepción. Personal: 2.
7.2.2. La selección se realizara con la ayuda de una banda transportadora (la misma que se
usara en el pelado) que permitirá el paso del fruto.
Para esto se establecen ciertos parámetros de calidad en la raíz entre los cuales se
encuentran los siguientes:
 Aspecto de la fruta.
 nivel de maduración.
 Color.
 tamaño.
Cabe resaltar que estos parámetros están ligados a la apreciación de los operarios
encargados. Personal: 6.
7.2.3. En el pelado se requiere de más de 10 operadores teniendo en cuenta que se deben
pelar un aproximado de 14 toneladas de fruta. Esto se realizará en bandas transportadoras
(una de recepción y otra de material sin cascara) y con el uso de elementos como
peladores y cuchillos. Personal: 10 por cada mesa de trabajo (se necesitaran cuatro mesas
de trabajo es decir q el total de operarios será 40 en esta operación).
Se tienen 10 operarios por mesa o banda.Si un fruto de Yacón pesa 2 libras entones cada
operario deberá pelar 1 fruto por kg de Yacón, adicionalmente la raíz tiene un diámetro de
10 cm, 0.1m y 25cm, 0.25cm de largo.

E-1
7.2.4. En la etapa de lavado se realizara en un tanque que permitirá el remojo del fruto sin
cascara para eliminar algunas impurezas que puede llevar aun el fruto. Con ayuda de una
bomba se realizara una agitación que no permitirá la sedimentación de impurezas. El
material del tanque será acero inoxidable ya que se necesita que este en contacto constante
con agua. Personal: 3.
Se usarán dos tanques para comodidad de operaciones de control en donde las dimensiones
serían las siguientes:
𝑉 = 𝜋𝑟2
ℎ
E-2
7.2.5. Este extractor contiene un disco abrasivo rotante que tritura la raíz y permite una
separación inmediata del jugo y del bagazo, además, debe asegurar que el bagazo
expulsado contenga el menor nivel de humedad posible. En esta etapa se pierde alrededor
del 20% del peso de las raíces peladas en forma de bagazo. También este produce al
instante un jugo claro que puede ser tratado de manera inmediata para evitar el
pardeamiento. Personal: 2.
DIMENSIONES
PARA 1 TANQUE
DIMENSIONES
PARA 2 TANQUES

Se usarán dos tanques para comodidad de operaciones de control en donde las
dimensiones serían las siguientes:
𝑉 = 𝜋𝑟2
ℎ
7.2.6.Filtro prensa que usara las mallas construidas con material de acero inoxidable ya que
tienen un periodo de vida más extenso y garantizan el cumplimiento de las normas de
higiene en el procesamiento. El tamaño de poro de las mallas no debe ser mayor a 100 µm
de diámetro. Personal: 2.
7.2.7.En la evaporación se tiene un equipo compuesto de tres partes de las que consta el
evaporador de maple: el tanque de recepción, la bandeja de evaporación y el horno
 Tanque de recepción
Es un recipiente en el que se almacena temporalmente el jugo de yacón filtrado y que sirve
para alimentar de jugo a la bandeja de evaporación. En el tanque de recepción existe una
llave que permite regular la cantidad de jugo que debe caer a la bandeja de evaporación.
 Bandeja de evaporación:
Esta bandeja tiene en su interior una serie de divisiones que crean compartimentos (a
manera de canales) por donde el jugo de yacón hace un recorrido lento desde un extremo de
la bandeja al extremo opuesto, impulsado por el jugo que ingresa al evaporador desde el
tanque de recepción. El jugo que ingresa al evaporador compensa el volumen de agua
DIMENSIONES
PARA 1 TANQUE
DIMENSIONES
PARA 2 TANQUES

evaporada y mantiene un mismo nivel en la bandeja (necesario para evitar que el jugo se
queme y se arruine el producto final). Así, después de un periodo de tiempo se habrá
generado un gradiente de concentraciones del jugo en el evaporador, el cual irá desde 10°
Brix (valor promedio con el que el jugo de yacón ingresa a la bandeja de evaporación) a un
valor de 50 a 60° Brix (valor máximo que alcanza el jugo después que ha hecho su
recorrido hasta el extremo opuesto en la bandeja de evaporación).
 Horno:
Dependiendo de la zona en la que se ubique la planta de procesamiento se puede diseñar el
horno para que funcione con gas propano. Cuando se trabaja con gas propano o petróleo, se
logra una distribución uniforme y pareja del calor dentro del horno, lo cual facilita un
correcto proceso de evaporación del jugo.
7.2.8. Reactor por lotes. La bebida de jarabe es enviada a través de la bomba al dosificador
el cual trabaja acorde al principio Venturi. Un control optimizado mantiene la velocidad de
flujo a través del dosificador con un rango constante de trabajo. El vacío parcial generado
en el área de menor área de flujo del dosificador causa una disminución de la presión, de
esta manera se produce la succión de CO2. A parte de esto, el corto periodo de tiempo
favorece a la distribución del gas CO2 haciendo una mezcla homogénea en el producto. El
CO2 es suministrado desde un tanque presurizado hacia el saturador. La constante
sobrepresión del tanque de CO2 permite una carbonatación equilibrada de la bebida. Este
procedimiento mejora la perdida de CO2 en el proceso. Personal: 2.

E-1
7.2.9.se utilizará una maquina envasadora con dosificador que permitira el control del
proceso. Personal: 2.
7.2.9.se utilizará una maquina envasadora con dosificador que permitira el control del
proceso. Personal: 2.
7.3. Diagramas de tuberías
El diagrama de tuberías se encuentra en el archivo adjunto a este documento

7.4. Ubicación de almacenes, laboratorios, seguridad, vestuario, transporte.
PRIMER PISO

7.5. Índice de fuego y exposición de Dow.
Realizando el análisis de las operaciones que hay en la planta, básicamente se encuentran
IFE en dos operaciones: evaporación por uso del horno y carbonatación donde ocurre
reacción química.
 Evaporación: dentro de este proceso se determinan los siguientes riesgos tanto
generales como específicos.
o Unidades de proceso encerradas o al interior de la planta.
o Accesos en un caso de incendio.
o Temperaturas cercanas a la inflamación.
o Uso de equipos con fuego.
Dentro de las herramientas de control se usan materiales de aislamiento para el control
térmico, en el caso del horno se usa asilamiento en grafito y materiales compuestos
carbono/carbono para altas temperaturas lo cual ofrece protección y confinamiento del
vapor existente, sin riesgos de contaminación.
 Carbonatación: por el uso del líquido carbónico se identifican los siguientes IFE:
o Material toxico.
o Presión sub-atmosférica.
o Bajas temperaturas.
Dentro de las herramientas de control existe el sistema de instrumentación del proceso,
teniendo en cuenta las características toxicas del líquido carbónico antes mencionadas se
debe tener un lazo de control del caudal del líquido carbónico por medio del principio
vortex; también para el control de la presión de vacío por medio de instrumentos como el
vacuometro.
En general, en una empresa en la que se están realizando procesos industriales a diario se
debe promover el uso de elementos de protección personal a los operarios, ellos deben
contar con su dotación completa, para esto se debe tener un delegado para que vigile a
todos los operarios para evitar accidentes de trabajo y así mismo debe haber una persona
encargada de las capacitaciones al personal con el fin de sensibilizar a los empleados.
La capacitación que realizaríamos a todo nuestro personal de Tungur Ltda es la siguiente:

BIBLIOGRAFÍA
1. INFRASAL S.A; “CARBONATACIÓN DE BEBIDAS”. DISPONIBLE EN:
<http://www.infrasal.com/index.php?option=com_content&view=article&id=17&I
temid=24>.
2. CARBONATACIÓN DE BEBIDAS CON CO2. “EFECTO DE LA
TEMPERATURA Y LA PRESION EN LA CARBONATACIÓN”. DISPONIBLE
EN <http://www.infra.com.mx/wp-content/uploads/2013/09/002-carbonatacion-
bebidas.pdf>.
3. Osorio C. Dirección de Difusión, Mercadeo y Cultura Estadística; Base de datos
DANE, BOGOTA 2014
4. Especiales el colombiano , energía de Colombia es una de las más competitivas del
mundo, 15 marzo 2013 ,consultado en agosto de 2013 disponible en
http://www.elcolombiano.com/BancoConocimiento/E/energia_de_colombia_es_una
_de_las_mas_competitivas_del_mundo/energia_de_colombia_es_una_de_las_mas_
competitivas_del_mundo.asp>
5. Sectorial portal financiero económico y empresarial, el crecimiento del sector
farmacéutico ha propiciado la dinámica de venta y compra de compañías, 21 de
diciembre de 2012, consultado el 20 de agosto de 2013, disponible en <
https://www.sectorial.co/index.php?option=com_content&view=article&id=2911:el
-crecimiento-del-sector-farmaceutico-ha-propiciado-la-dinamica-de-compra-y-
venta-de-companias&catid=40:informes-especiales&Itemid=208>
6. 1Diego López Hernández, Disponibilidad de alimentos básicos en Colombia 2000-
2010: ¿producción nacional o importaciones. Universidad nacional; 2012, fecha de
consulta agosto de 2013, disponible en
<http://www.bdigital.unal.edu.co/5897/1/diegolopezhernandez.2012.pdf>.
7. IADA; “ficha técnica de agua destilada”; disponible en
http://www.iada.es/pdf/producto/AGUA%20DESTILADA.pdf.
8. INSTITUTO DE LOS ANTES “Industria de alimentos, colorantes industriales”;
disponible en http://alimentos.blogia.com/temas/24-colorantes.php.
9. EL TIEMPO; “Esencia natural de vainilla”; disponible en :
http://www.eltiempo.com/archivo/documento/MAM-345915
10. MANUEL RIESGO S.A.; “ficha técnica colorante verde menta”; disponible
en:http://manuelriesgo.com/docstecnicas/tecnicas/FT_CV269_0100.pdf
11. DUE; “Carbonatación de bebidas terminadas”; disponible en :
http://manuelriesgo.com/docstecnicas/tecnicas/FT_CV269_0100.pdf.
12. Manejo y usos del vapor de agua; disponible en:
http://manuelriesgo.com/docstecnicas/tecnicas/FT_CV269_0100.pdf.
13. REINGENIAR LTDA. “Valvulas de triple excentricidad”; disponible
en:http://www.reingeniar.com/tripleexcentricidad.htm

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