6. Discussion
6.1 Research Implications
A continuación se realiza la descripción de los procesos tecnológicos que se desarrollan en la entidad.
Proceso de sacrificio:
Recepción del ganado: Las reses procedentes de las distintas unidades de la Empresa Pecuaria, se pesan primeramente, luego el personal técnico de veterinaria inspecciona las condiciones de cada res y comprueba si coincide con el Certificado de Concordancia. Esté ganado es estabulado en naves de sombra durante 72 h antes de ser sacrificado.
Pesado: Antes del sacrificio se pesa la res para sacar la diferencia de merma ya que existe una pérdida aproximada de 10 % por la eliminación de la excreta y orina.
Depósito y lavado: Las reses después de ser pesadas, prosiguen al depósito y lavado pasando por la manga del cepo para eliminar las suciedades.
Aturdido: Se le aplica corriente de alto voltaje con una varilla metálica entre los dos cuernos (electro-narcosis) para ser aturdida antes del desangre.
Izaje y desangre: La res es izada por una de sus patas, luego abren la valona y cortan la arteria para el desangrado.
Corte de cabeza y patas: Se cortan los bembos y se quita la caretilla, luego se corta la cabeza y las patas. Ambos pasan al área de subproducto, a la cabeza se le cortan las astas y se deshuesa (se sacan lengua, cachetes, el hueso sentimiento, seso y la hipófisis); y las patas pasan al bombo donde son lavadas con agua caliente a 65 0C, y luego pasan a un tacho con agua caliente a 100 0C para quitarle las pezuñas y pelarlas. Posteriormente se realiza el predescuere de los muslos y la región torácica.
Descuere: El cuero es separado completamente de la res halándolo con un gancho, luego se pone en un burro donde se le quita la carnaza, finalmente es pesado y clasificado según su calidad para ser comercializado a la tenería.
Evisceración Abdominal: Se procede a separar mondongo. Los estómagos e intestinos pasan al área de subproducto donde primeramente se hace un prelavado a 65 0C y luego se realiza la cocción a 100 0C utilizando agua calentada con vapor directo. En esta etapa también se obtiene la ubre, que también pasa al área de subproducto donde se cocina en un tacho con agua caliente a 100 0C.
Bandeo: Se separan con una sierra o hacha las bandas.
Limpieza seca: Se extrae degolladero, sebo y se eliminan suciedades. El sebo pasa al área de elaboración de jabón donde se fríe a 150 0C en un tanque enchaquetado utilizando vapor de agua.
Limpieza húmeda: Se limpia con agua a presión el interior de las bandas.
Refrigeración: Finalmente las bandas son pesadas y llevadas a la nevera de conservación por un tiempo de 24 horas a una temperatura de 0-4 0C.
Proceso de deshuese:
Las bandas ya refrigeradas durante 24 horas, son deshuesadas; las carnes se separan y clasifican según su calidad, luego se limpian y pasan a la nevera para ser refrigerada antes de ser expedida.
Proceso de elaboración:
Pesada: La primera etapa del proceso de elaboración es el pesaje por separado de las materias primas cárnicas o no cárnicas. La materia prima y cantidad cambia de acuerdo al producto a elaborar.
Triturado: Si el producto tiene entre sus componentes MDM (Masa deshuesada molida), este es previamente triturado.
Molido: Las carnes son molidas por separado y sin magulladuras, en disco de diferentes diámetros, según el tipo de carne.
Homogenizado: Se mezclan todos los componentes hasta lograr una masa homogénea. Si la fórmula del producto a elaborar contiene soya, esta debe ser hidratada antes de realizar la mezcla.
Conformado: Esta etapa es solamente para la hamburguesa, la masa obtenida es trasladada hasta la máquina encargada de configurarla.
Embutido: La masa de picadillo es llevada a la embutidora, donde se embute en bolsas de nylon o se vierte en recipientes de acero inoxidable.
Conservación: el producto elaborado se conserva en neveras a temperatura de 0 – 40C hasta su expedición.
El diagrama de flujo de los procesos descritos (sacrificio, deshuese y elaboración) se muestra en los Anexos B, C y D, respectivamente.
2.4.1 Balances de flujo de materiales
Balances de masa:
El balance de masa se realizó con los datos pertenecientes a la producción del mes de marzo del 2017 (Ver Anexo E). En las figuras 2.1 y 2.2 se representan esquemáticamente las entradas y salidas de los procesos de sacrificio y deshuese, y en la tabla 2.3 aparecen los resultados de los balances de masa en cada una de las etapas.
Figura 2.1 Entradas y salidas de la etapa de sacrificio.
Figura 2.2 Entradas y salidas de la etapa de deshuese.
Sa
cr
ifi
cio
Carne de res en banda (Cb) Vísceras (V)
Masa de ganado recepcionada (Mgr)
Aprovechamiento comestible (Ac)
Aprovechamiento no comestible (Anc)
Sangre industrial (S)
Cueros (C)
Carne en Cuartos pecuarios (Ccp)
Carne de res en banda de sacrificio (Cb) D E S H U E S E Carne de res en cuartos
pecuarios (Ccp)
Carne de res deshuesada (Crd) (1era, 2da y filete)
Hueso consumo (costillas) (Hc)
Hueso Blanco (Hb) Nevera Merma en neveras (mn): 1.83 % Merma en corrales (mc): 10 %
Tabla 2.3 Resultados de los balances de masa.
Datos Ecuaciones Resultados
Mgr = 1221,6 t mc = 10 % Cb = 582,6 t V = 16,92 t Ac = 175 t S = 15,8 t C = 45,5 t Ccp = 31,92 t Crd = 349,8 t Hc = 39,4 t mn = 1,83 % Etapa de Sacrificio Entrada = Salida E(s) = Mgr*(1 - mc) S(s) = Cb + V + Ac + S + C + Ccp + Anc E(s) = 1099,4 t/mes Anc = 231,7 t/mes Etapa de Deshuese Entrada = Salida E(d) = (Cb + Ccp) * (1 - mn) S(d) = Crd + Hc + Hb E(d) = 603,27 t/mes Hb =214,07 t/mes Balance total
Aprovechamiento no comestible total (Anct) Anct = Anc + Hb
Anct = 445,77 t/mes
Leyenda: (Ver Figura 2.1 y 2.2)
Balances de energía
El área de generación de vapor dispone de una caldera marca DURO DAKOVIE STAMBLOC, que trabaja con fuel oíl. Su presión de trabajo es de 7 kgf/cm2, tiene un 85 % de eficiencia y además posee un quemador moderno con sistema de precalentamiento para el combustible, así como un control automático para la presión de vapor.
La caldera trabaja aproximadamente 2 horas diarias con un consumo promedio de 150 l/d de fuel – oíl. La energía generada es utilizada para calentar el agua en el escaldado de subproducto (pata, estómago, ubre), calentamiento del sebo en el proceso de elaboración de jabones y calentar agua en la limpieza de pisos, equipos y utensilios de trabajo, como se observa en la figura 2.3.
Tacho de cocción de patas Caldera fuel - oíl aire Limpieza y esterilización de equipos y superficies Tacho de cocción de estómagos
Tacho de cocción de sebo
Presión 7 kgf/cm2 agua de alimentación Lavadora de patas Lavadora de estómagos Área de Subproductos
Planta de elaboración de jabón
Tacho de cocción de ubre vapor gases condensados Área de Elaboración
Figura 2.3 Diagrama termoenergético de distribución del vapor.
Los balances de energía se realizaron a través de Microsoft Excel. Para ello se tienen en cuenta algunas consideraciones:
Los datos de flujo másico fueron estimados en función de la capacidad de cada equipo y la demanda de producción de los productos cárnicos a procesar tomando como base de datos un día de trabajo.
Se estimó una eficiencia de 75% para los equipos consumidores de vapor debido a lo obsoleto de los mismos.
El cálculo del calor específico (Cp.) para las mezclas procesadas en cada equipo se realizó según la Metodología que aparece en “Food Preservation Process Design”,
(Heldman, 2011). (Ver Anexo F)
Tabla 2.4 Resultados de los balances de energía.
Descripción Datos Ecuaciones Resultados
Caldera Pv = 7 Kgf/cm² Tv = 163,81 °C (Keenan, 1988) λ vapor = 2070,1 kJ/kg hv = 2761,9 kJ/kg hl = 691,8 kJ/kg
haa = 125,82 kJ/kga 30°C, 1 atm C comb = 150 l/d ρ comb = 0,9504 kg/l PC (comb) = 39886,9 kJ/kg = 85 % 𝑀𝑐 = 𝐶(𝑐𝑜𝑚𝑏) ∗ 𝜌 ɳ = 𝐺 ∗ (ℎ𝑣 − ℎ𝑎𝑎) 𝑀𝑐 ∗ 𝑃𝐶 𝑄𝑐𝑎𝑙𝑑𝑒𝑟𝑎 = 𝐺 ∗ ℎ𝑣 Mc = 142,56 kg/d G = 1833,53 kg/d Q = 703,34 kW Necesidades tecnológicas M (kg/d) Cp (kJ/kg 0C) ti (0C) tf (0C) 𝑄𝑔 − ɳ ∗ 𝑄𝑐 = 0 𝑄𝑔 = 𝑀 ∗ 𝐶𝑝 ∗ ∆𝑇 𝑄𝑐 = 𝐺 ∗ 𝜆 G (kg/d) Q (kW) Lavadora de patas 2300 3,900 25 65 231,10 66,45 Tacho de cocción de patas 1600 3,780 25 100 292,17 84,00 Lavadora de estómagos 2100 4,054 25 65 219,36 63,07 Tacho de cocción de estómagos 1800 4,034 25 100 350,80 100,86 Tacho de cocción de ubre 1600 3,963 25 100 306,31 88,07 Tacho de cocción de sebo 500 2,025 25 150 81,53 23,44
Limpieza Gcald = (Glp + Gtcp + Gle + Gtce + Gtcu + Gtcs + Glimp) * 1.1 185,57 53,36
Pérdidas totales Qp.total. = Qcald - Qlp - Qtcp - Qle - Qtce - Qtcu - Qtcs - Qlimp Q = 224,1 kW
Pérdidas por
condensados Qcond = (Qlp + Qtcp + Qle + Qtce + Qtcu + Qtcs + Qlimp) * hl Q = 160,16 kW Pérdidas por
aislamiento (Ver Anexo G) Q = 44,52 kW
Otras pérdidas Qotras pérdidas = Qpérdidas totales - Qcond - Qaislamiento Q = 19,42 kW
Eficiencia térmica
general ɳ =
𝑄𝑐𝑎𝑙𝑑𝑒𝑟𝑎− 𝑄𝑝𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠
𝑄𝑐𝑎𝑙𝑑𝑒𝑟𝑎 ∗ 100 = 68,14 %
Nomenclatura utilizada: Pv - Presión del vapor Tv - Temperatura del vapor λ – Calor latente del vapor
hv – Entalpía del vapor hl - Entalpía del líquido
haa - Entalpía del agua de alimentación a la caldera C comb – Consumo de combustible
ρ comb – Densidad del combustible
PC (comb) – Potencial calórico del combustible
- Eficiencia Mc – Masa de combustible M – Masa de producto Cp – Calor específico ti – Temperatura inicial tf – Temperatura final G – Masa de vapor Q – Calor requerido Balance de agua
El agua almacenada en la unidad es utilizada en el proceso productivo, en el área de calderas, en el sistema de refrigeración, y para uso doméstico (cocina, baño, comedor, lavandería, etc.). Para la realización del balance de agua se tuvo en cuenta el registro de consumo diario que es de 300 m3/día como promedio. Además, se hizo un conteo de todas las mangueras del proceso productivo, midiendo el flujo y estimando el tiempo de trabajo de cada una de ellas. De esta manera se pudo cuantificar el consumo total del proceso productivo y el resto de los consumos como se muestra en la tabla 2.5.
Tabla 2.5 Resultados del balance de agua.
Consumo de agua para el proceso productivo
No Área de ubicación Flujo (l/s) Tiempo total (hrs) Consumo (m3/d)
1 corrales 1,5 5 27 2 tancaje 1 2 7,2 3 cabezas y patas 0,5 4 7,2 4 cabezas y patas 0,5 4 7,2 5 tripas 0,5 2 3,6 6 panza 1 3 10,8 7 panza 0,5 3 5,4
8 panza 1 4 14,4 9 panza 1 2 7,2 10 vísceras rojas 1 2 7,2 11 vísceras rojas 0,5 4 7,2 12 inspección sanitaria 1,5 4 21,6 13 sacrificio 1 3 10,8 14 sacrificio 0,5 4 7,2 15 sacrificio 1 4 14,4 16 desangrado 1,5 5 27 17 cepo 0,5 3 5,4 18 cepo 0,5 3 5,4 19 piscina de cueros 1 1 3,6 20 limpieza de tártaras 1 5 18 21 deshuese 1 3 10,8 22 andén 1 3 10,8 23 elaboración 1 1 3,6 24 elaboración 1 3 10,8
Agua para proceso productivo (∑ consumo diario de c/manguera) = 253,8 Consumo de agua total (Dato de registro diario) = 300 Agua para caldera y sistemas de refrigeración (5 % del total) = 15 Agua para uso doméstico: cocina, baño, comedor, lavandería = 31,2
2.4.2 Identificación y evaluación del cumplimiento de las regulaciones ambientales y sanitarias aplicables a la entidad
Existen diferentes normas, leyes, decretos leyes y resoluciones que son aplicable específicamente a la Gestión Ambiental y que están relacionadas con: el recurso agua, suelo, contaminación atmosférica, control del ruido y las normas de la serie ISO 14000.
Existe a nivel de Empresa un contrato de servicio de abonado con la Oficina Territorial de Normalización (OTN) para la actualización de la normativa aplicable. A partir de ello se encuentran creados los mecanismos a nivel de empresa para la actualización de esta documentación en la UEB, por lo que se encuentran identificadas las normativas técnicas
vigentes en el país que le son aplicables, según su objeto social. En el Anexo H se relacionan algunas de ellas.
Estado de cumplimiento de las regulaciones aplicables identificadas.
Existe incumplimiento de la NC 492: 2014 Almacenamiento de Alimentos. Requisitos Sanitarios Generales (obligatoria). No reúnen las condiciones de almacenamiento los dos almacenes que existen, uno es de insumos y materias primas y el otro es de condimentos y sal para las mezclas. Son almacenes improvisados por la empresa, ya poseen un proyecto de diseño para acometer una inversión de construcción de nuevos almacenes.
2.4.3 Uso del agua
Sistema de abastecimiento de agua de la entidad:
La UEB Matadero “Chichi Padrón” se abastece principalmente del agua proveniente del Acueducto Municipal de Santa Clara, además de tener en explotación un pozo artesano en áreas de la instalación, el cual se usa debido a la alta demanda de este recurso en el proceso productivo. La red de suministro interno es de acero galvanizado y su estado técnico es regular, debido a la antigüedad de las mismas. Estas poseen incrustaciones que reducen el flujo y presión del agua. Como el suministro de agua por gravedad no es suficiente se hace necesaria la utilización de una bomba eléctrica para no afectar la calidad de la limpieza de los pisos, equipos y utensilios de trabajo.
El sistema de almacenamiento está compuesto por una cisterna y tanques elevados, los cuales se describen a continuación:
Cisterna: esta se encuentra ubicada al sur de la cortina de enfriamiento del sistema de refrigeración y fue construida a nivel cero con muros de bloques y hormigón armado, con una capacidad de 600 m3, encontrándose la misma aforada. Posee una capacidad para dos días aproximadamente en condiciones de trabajo normal sin recibir el servicio. Se planifica y ejecuta su limpieza una vez al año.
Dos baterías de tres tanques elevados de tipo vaquería: estos se encuentran próximos a la cisterna y poseen una capacidad de 4 m3, para una capacidad total de 24 m3. La limpieza de los mismos se realiza cada seis meses.
Se encuentra instalado en la entrada a la cisterna un hidrómetro que permite cuantificar la cantidad de agua que abastece a la unidad por el servicio de acueducto, así como también existe un metrocontador para el pozo artesano.
Sistema de bombeo:
Los depósitos elevados reciben el agua procedente de la cisterna, a través de una bomba eléctrica que posee una capacidad de bombeo de 18 m3/h, con un consumo de 75 kW, con un funcionamiento diario de 6 horas aproximadamente. Esta posee un estado técnico regular y se garantiza su mantenimiento con personal capacitado propio de la entidad con una frecuencia trimestral.
Existe otro sistema de bombeo instalado desde el pozo que se encuentra en explotación, una bomba eléctrica sumergible nueva en buen estado técnico, con una capacidad de bombeo de 14,4 m3/h, que permanece trabajando de 6 a 8 horas diarias aproximadamente.
Consumo de agua y métodos de control:
Existen dos planes de consumo de agua, uno correspondiente al servicio que ofrece el Acueducto municipal, de 3525 m3 como promedio mensual y otro para la explotación del pozo por parte de Recursos Hidráulicos de 1200 m3/mes. El pago de este servicio se realiza al INRH a través del metrocontador y en el caso del servicio de acueducto según la lectura del hidrómetro de la cisterna.
Se realiza un control diario del consumo real de agua, por parte de un especialista de la entidad encargado del control de los portadores energéticos, llevando un registro del mismo, donde se refleja que el consumo promedio es de 300 m3/día.
Según los balances realizados, el mayor consumo de agua está centrado en el proceso productivo, el sacrificio actual promedio es de 109 reses por día con un consumo de agua real de 253 m3/día, según la cifra que norma la actividad el consumo de agua por res sacrificada es de 0,9 m3/ día, lo que daría un valor aproximado de 100 m3/día, es decir se están consumiendo 153 m3/ día por encima del valor normado.
2.4.4 Uso de la energía
Fuente o empresa suministradora de la energía:
La unidad se abastece de la energía eléctrica procedente del Sistema Electroenergético Nacional (SEN), específicamente de la UEB Santa Clara. La misma se emplea en las siguientes actividades: alumbrado de las instalaciones y zonas exteriores, funcionamiento de los equipos de computación, de los equipos de refrigeración y climatización y en el proceso productivo.
Generación de vapor:
En la figura 2.4 se muestra la distribución porcentual del calor según los balances de energía realizados.
Figura 2.4 Distribución porcentual del calor generado por la caldera.
Como se observa en la figura 2.4, el 23 % del calor se pierde por condensados no recuperados, lo cual afecta la eficiencia de la planta, el 6% se pierde por mal estado del aislamiento de las tuberías de vapor; otras pérdidas representan el 3% y el resto del calor se encuentra distribuido en las necesidades tecnológicas, lo que da como resultado una eficiencia térmica general del 68,14 %.
Estado de los aislamientos de las instalaciones de climatización, agua caliente y vapor de agua: De forma general la mayor parte de las tuberías que conducen vapor se encuentran aisladas, aunque en varias áreas de la unidad existen deficiencias en el sistema de aislamiento térmico, como son: área de elaboración de jabón, área de obtención de tripas y en la lavandería. Las pérdidas de calor por aislamiento de las tuberías son de 44,52 kW aproximadamente, lo que representa solo el 6 % del calor total generado. (Ver Anexo G).
Cumplimiento del consumo de los portadores energéticos
En la tabla 2.6 se muestra el comportamiento del consumo de electricidad y fuel - oíl en los últimos tres años. 9% 12% 9% 14% 13% 3% 8% 23% 6% 3%
Distribución porcentual del calor
Lavadora de patas Tacho cocción de patas Lavadora de estómagos Tacho cocción de estómagos Tacho cocción de ubre Tacho cocción de sebo Limpieza
Pérdidas por condensados Pérdidas por aislamiento Otras pérdidas
Tabla 2.6 Cumplimiento del consumo de los portadores energéticos.
Portadores
energéticos UM
2014 2015 2016
Plan Real % Plan Real % Plan Real %
Electricidad
Consumo total anual
(MW) 770 724,3 94,06 770 644,6 83,71 717,68 636,54 88,69
Índice de consumo por unidad de producto/servicio
(MW/t) 0,213 0,244 114,55 0,175 0,256 146,29 0,189 0,183 96,83
Fuel oíl
Consumo total anual
(l) 51776 14123 27,28 51776 15756 30,43 43381 14834 34,19
Índice de consumo por unidad de producto/servicio donde proceda
(l/t) 31,9 11,37 35,64 28,3 8,4 29,68 37,68 13,4 35,56
Leyenda: UM: Unidad de medida, MW: Mega watts, l: Litros, t – Toneladas
Análisis del consumo de los portadores energéticos:
Figura 2.5 Cumplimiento de los planes de consumo de electricidad y fuel – oíl.
Como se observa en la figura 2.5, los consumos anuales de electricidad están entre el 80 y el 95 % de los planes propuestos, por lo que no se evidencia derroche ni mal manejo de este portador energético. En el caso del fuel - oíl cabe destacar que el consumo anual en los últimos tres años está muy por debajo de lo planificado, debido a las pocas horas de trabajo diario de la caldera.
0 200 400 600 800 1000 2014 2015 2016 Con su m o (MW/añ o ) Años
Consumo anual de electricidad
Plan Real 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 2014 2015 2016 Con su m o (l/ añ o ) Años
Consumo anual de fuel - oíl
Plan Real
2.4.5 Calidad del aire
Los residuos gaseosos que se emiten en esta entidad son de naturaleza industrial, provocados por la generación de vapor en la caldera, los gases de combustión aquí generados fueron analizados en el diagnóstico ambiental realizado por GEOCUBA, como se observa en la siguiente tabla, se cumple con la NC TS 803:2010.
Tabla 2.7 Emisión de contaminantes atmosféricos.
Contaminantes SO2 NOx PM10 PM
Concentración inventariada (mg/Nm3) 1723.18 185.50 86.74 2.5
NC TS 803:2010 (mg/Nm3) 10000 4000 400 550
Fuente: (GEOCUBA, 2009).
2.4.6 Ruidos y vibraciones
Estudios realizados por la Empresa Provincial de GEOCUBA, han certificado los niveles acústicos de las diferentes áreas de trabajo coincidiendo con la ubicación de las principales fuentes generadoras de ruido. Las mediciones se efectuaron con un Sonómetro marca SOLO 01 dB Stell, con filtro de valoración A, de nacionalidad francesa, considerando la determinación automática (por microprocesador) y los parámetros medidos fueron:
Leq. - Nivel de presión sonora equivalente continuo. Leq. Máx. - Nivel de presión sonora equivalente máximo.
Lcpk máx. - Mayor valor absoluto de la presión sonora instantánea.
Para las mediciones se tuvo en cuenta que estaban operando en un régimen normal de trabajo, tomándose muestras en el transcurso de la jornada laboral en cada uno de los puntos seleccionados. En la siguiente tabla se exponen los resultados de las mediciones:
Tabla 2.8 Resultados de las mediciones de ruido.
Puntos Muestreados
Nivel de Ruido obtenido dB. (A) Leq. Leq. Máx Lcpk. Inicio del proceso productivo (área de sacrificio) 82.5 104.3 110.0
Área de sacrificio (bandeo con hachas) 81.7 107.0 111.7
Área de subproducto 81.7 109.6 111.7
Sala de compresores 91.6 109.7 121.3
Evaluación de los resultados
La evaluación de las mediciones se realizó comparando el nivel sonoro equivalente continuo (Leq.), a partir de los valores medidos, con el máximo admisible según establece la NC: 19-01- 04:80. Ruido. Requisitos Generales Higiénico Sanitarios.
Para el nivel sonoro equivalente continuo, el nivel máximo admisible es de 85 dB (A), por lo que al sobrepasarse este valor existen riesgos de daños auditivos para los trabajadores expuestos durante 8 horas de trabajo. En correspondencia con este criterio se observan niveles superiores a los permisibles en las áreas de elaboración y sala de compresores, como se observa en la tabla 2.8. Es importante destacar que estos niveles sonoros son originados básicamente por la utilización de la tecnología alta generadora de ruido, además podemos referir que dada las condiciones del local, la incidencia al resto de las áreas es mínima, por lo que las medidas a tomar deben estar dirigidas a los trabajadores de estas áreas.
2.4.7 Residuales líquidos
En la entidad existen dos fuentes fundamentales de generación de residuales líquidos:
Aguas albañales, provenientes de los baños sanitarios y el comedor, las cuales se incorporan al alcantarillado.
Las aguas residuales del proceso productivo provenientes de: naves de corrales, áreas de sacrificio, deshuese y elaboración. A continuación se describen estas últimas.