Diseño de una línea de producción de una crema hidratante para manos 100% natural, a base de aceites y mantecas vegetales naturales.

Abstract

El objetivo principal del presente trabajo es diseñar una línea de producción para la fabricación de una crema hidratante para manos, 100% natural, a base de aceites y mantecas vegetales naturales. Para esto fue necesario determinar la formulación adecuada para fabricar una crema que cumpliera con las preferencias del mercado, diseñar el proceso necesario para la elaboración de la crema, tomando en cuenta los parámetros y condiciones de operación, realizar un balance de masa y energía, elaborar un diagrama de flujo de la línea de producción, determinar y dimensionar el equipo necesario para la línea de producción, determinar el consumo de agua, vapor y energía eléctrica para dicha línea, servicios auxiliares y finalmente, llevar a cabo una evaluación económica a partir de un análisis de costos con base en la estimación de costo inicial de inversión, tiempo de recuperación de la misma y la rentabilidad estableciendo una duración del proyecto de 10 años.

Como aceite y mantecas vegetales se utilizó en la formulación el aceite de almendra dulce, manteca de cacao y manteca de karité. Según los resultados obtenidos en una encuesta realizada a 109 mujeres anónimas, la crema debía tener una consistencia semisólida en una presentación de 150.0g. Se determinó que la cantidad a producir por lote es de 74 kg siendo esto el equivalente a 491 unidades. Se calculó que la producción se hiciera en dos lotes diarios el primer año con un crecimiento anual del 5%. Las características fisicoquímicas obtenidas en la crema fueron un rango de densidad de 0.945-0.985 g/mL, un rango de pH de 5.0-6.0 y un rango de viscosidad de 10-20 Pa·s (10,000-20,000 cP) entre 25°C y 45°C.

La maquinaria y equipo a utilizar consistiría principalmente de nueve tanques (uno para almacenamiento de agua, dos enchaquetados para mezclas y seis para almacenar el producto terminado en cuarentena), tres agitadores (uno para el tanque de la fase acuosa y los otros dos para el tanque de la fase oleosa), dos bombas centrífugas, una llenadora de pistón, una banda transportadora, y una caldera. Además, se utilizaría tubería sanitaria en toda la línea al igual que una manguera sanitaria y una mesa de trabajo. Finalmente, se tomó en cuenta un sistema de tratamiento de agua ya que esta se utilizaría como materia prima en las formulaciones y una caldera, para la obtención de vapor de calentamiento en la producción. Todo el equipo que estaría en contacto directo con el producto debería construirse de acero inoxidable 304.

En términos generales, el proceso consistiría en dosificar agua suavizada y purificada en el sistema de tratamiento de agua diseñado, al tanque de producción I en donde se llevaría a cabo la mezcla de la fase acuosa a 75°C. Dicha fase, en caliente, se transportaría al tanque de producción II usando una bomba centrífuga apta para dichas condiciones de operación. Previamente, en este último tanque ya se ha mezclado la fase oleosa también a 75°C. Una vez adicionada la Fase I (acuosa) a la Fase II (oleosa) se utilizaría agitación constante para formar la emulsión. El producto se agitaría hasta llegar a 50°C y en ese momento se adicionaría la fragancia. Finalmente, al llegar a 45°C ya se tomaría una muestra de la emulsión para análisis de Control de Calidad. El tanque se cerraría y se apartaría de la línea de producción para esperar en cuarentena. Una vez los resultados del análisis de Control de Calidad se obtenidos, analizan y aprueba entonces se acepta el lote producido. Seguido a eso, el contenido del tanque se trasladaría a la tolva de la llenadora por medio de la manguera sanitaria anteriormente mencionada. Aquí la máquina dosificaría el volumen establecido de producto en el envase previamente etiquetado sobre la banda transportadora. Luego se taparía manualmente y colocaría en la banda nuevamente para finalizar la línea siendo empacado en cajas de cartón corrugado.

De acuerdo al análisis económico que se llevó a cabo, se obtuvo una inversión inicial de Q1,660,078.82, una TIR de 386% , una VAN de Q42,992,857.45 y un tiempo de recuperación de la inversión menor a un año. Esto con un precio de venta inicial de Q38.34 y un punto de equilibrio de 38,980 unidades.