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produccion de chifle...

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UNIVERSIDAD TÉCNICA ESTATAL DE QUEVEDO FACULTAD DE CIENCIAS PECUARIAS INGENIERÍA EN ALIMENTOS PROYECTO INTEGRADOR TEMA DISEÑAR LOS EQUIPOS Y SUS SISTEMAS DE CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN PARA LA PUESTA EN MARCHA, MANTENIMIENTO Y MEJORA DE PLANTAS ARTESANALES Y AGRO-INDUSTRIALES PARA EL PROCESAMIENTO DE PRODUCTOS PECUARIOS Y AFINES. SUBTEMA DISEÑAR UN SISTEMA MECANIZADO, CON CONTROL DE AUTOMÁTICO PARA EL PROCESO DE REBANADO DE PLÁTANO VERDE, UTILIZANDO UNA MAQUINA CHIFLERA ARTESANAL ESTUDIANTES: Chicaiza Briones Genesis Loayza Silva Lisbeth Sonia Torres Liliana Coordinador del proyecto: Dr. Soria Román MÓDULO: VI Módulo

QUEVEDO – LOS RÍOS – ECUADOR 2018 – 2019

INDICE 1.

INTRODUCCIÓN...............................................................................................................6

CAPÍTULO I...................................................................................................................................7 CONTEXTUALIZACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN.............................................................................7 1.

Problematización.............................................................................................................8 1.1.

Diagnostico...............................................................................................................8

1.2.

Formulación del problema....................................................................................8

1.3.

Sistematización........................................................................................................9

1.4.

Identificación Del Problema..................................................................................9

1.5.

Variables....................................................................................................................9

1.5.1.

Variable controlada.............................................................................................9

1.5.2.

Variable manipulada............................................................................................9

1.6.

Descripción de la Máquina..................................................................................10

1.7.

Justificación...........................................................................................................10

2.

OBJETIVOS.....................................................................................................................11 2.1.

OBJETIVO GENERAL...........................................................................................11

2.2.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS..................................................................................11

3.

HIPÓTESIS...........................................................................................................................11

CAPITULO II................................................................................................................................12 FUNDAMENTACIÓN TEORICA DE LA INVESTIGACIÓN.................................................................12 4.

MARCO TEÓRICO..........................................................................................................13

4.1.

Generalidades............................................................................................................13

4.1.1. 4.2.

Antecedentes del rebanado de banano verde............................................13 Características de elaboración de chifles.......................................................13

4.2.1. 4.3.

Rodajas de Plátano Verde............................................................................14

Parámetros de diseño de la máquina...............................................................15

4.3.1.

Descripción de las tareas a realizar por la máquina.............................15

4.3.2.

Mantenimiento................................................................................................15

4.3.3.

Parámetros de diseño...................................................................................16

4.4.

Operación unitaria de la maquina de chifle....................................................17

4.4.1.

Principios Operativos...................................................................................17

4.5.

Características del producto..............................................................................17

4.6.

Condiciones de la materia prima.......................................................................18

4.7.

Reducción de tamaño del chifle como operación unitaria..........................18

4.7.1.

Operación unitaria a utilizar manejo de sólidos.....................................18

4.7.2.

Caracterización de las partículas sólidas................................................19

4.8.

Composiscion Nutricional...................................................................................21

4.9.Principios generales de Higiene de los Alimentos del Codex.................................21 4.9.1. Inocuidad de los Alimentos - Codex Alimentarius............................................21 4.9.2. Definición del producto........................................................................................24 4.9.3. Disposiciones relativas a la calidad....................................................................24 4.9.4. Clasificación..........................................................................................................25 CAPITULO III...............................................................................................................................27 METODOLOGIA DE LA INVESTIGACIÓN......................................................................................27 3.

METODOLOGÍA DEL TRABAJO.................................................................................28 3.4. Instrumentos de investigación....................................................................................29 3.4.1. Materias primas....................................................................................................29 3.4.2. Materiales y equipos............................................................................................29 3.5. Operacionalización de variables...............................................................................29 3.5.1. Variables................................................................................................................29 3.6. Proceso Actual del proceso de elaboración de chifles: en la rebanadora de verdes...................................................................................................................................30 3.6.1. Descripccion del Proceso...................................................................................31 3.7. Proceso actual de la maquina rebanadora de verdes............................................32 3.8. Especificaciones de la maquina.................................................................................33 3.9. Procedimiento Experimental: Parametros de Diseño............................................34 3.10. Diagrama del proceso Automatizado de la rebanadora de verdes.....................36 3.11. Descripción del sistema automatizado....................................................................37 3.12.Lista de especificaciones...........................................................................................38 3.13. Sistema de corte........................................................................................................40 3.13.1. Determinación de la fuerza y resistencia de corte.........................................40 3.14. Diseño del sistema de corte.....................................................................................43

CAPITULO IV...............................................................................................................................45 4.1. Presentación de Resultados......................................................................................46 4.2. Parámetros de producción:........................................................................................46 CAPITULO V................................................................................................................................47 5.1.

Propuesta de diseño automático.......................................................................48

5.2.

Administración.......................................................................................................49

5.3.

Costo de materiales..............................................................................................49

CAPITULO VI...............................................................................................................................50 6.1. Conclusiones...............................................................................................................51 6.2. Recomendaciones......................................................................................................51 CAPITULO VII..............................................................................................................................52 ANEXOS......................................................................................................................................52 7.1. Anexoa..............................................................................................................................53 Bibliografía................................................................................................................................55

RESUMEN EJECUTIVO

La propuesta de este proyecto es rediseñar, innovar y dar soluciones apropiadas por lo cual se describe varios puntos que son fundamentales para la solución de este proyecto. Como primer punto es conocer el problema sobre control de automático para el proceso de rebanado de plátano verde , y por lo cual la máquina debe cumplir ciertas especificaciones requeridas para obtener un buen producto, y que cumplan con los objetivos planteados.

El presente proyecto está estructurado de la siguiente forma:



El Capítulo 1

Contextualización

De La Investigación describe

en

general de toda la formulación y diagnóstico para el proyecto. 

El Capítulo 2 el marco teórico describe la historia, funcionamiento, de la rebanadora de verde.



El Capítulo 3 La metodología describe el proceso, materiales, formulas a utilizar para rediseñar la rebanadora de platano.



El Capítulo 4 describe los resultados obtenidos de los experimentos realizados y también describe las operaciones que serán necesarios para el correcto funcionamiento del sistema automático.



El Capítulo 5 Describe la propuesta de Diseño



El Capítulo 6 Terminamos con las Conclusiones y Recomendaciones

1. INTRODUCCIÓN La producción de elaboración de chifle se ha incrementado rápidamente en los años recientes en muchos lugares del Ecuador y América Latina. Algunos factores que contribuyen al desarrollo de la industria de chifles son: el perfecto rebanado del plátano y adaptación de la industria alimentaria, la mejora en el método de manufactura y el desarrollo de los equipos de procesamiento de mejor calidad semejante a sistemas de operaciones continuos automatizados, más y mejores ingredientes con mejora de conocimiento en el uso de ellos (Moreno, 2012). En la actualidad la tecnología avanza para mejorar los procesos de forma industrial y automatizada. En la máquina rebanadora de chifles el proceso que tenemos es descontinuo por lo que hace muchas paradas y esto conlleva a la pérdida de tiempo y dinero. (Moreno, 2012). Por estas razones queremos evitar las paradas y hacer que su proceso sea de manera continua. Para rediseñar nuestra máquina y automatizarla, debemos evaluar ciertas variables para determinar la fuerza y la potencia con la que trabaja el motor y así, ingresar a la máquina el volumen adecuado de plátano en un determinado tiempo para así obtener mejor rendimiento teniendo en cuenta todas las características organolépticas propias del chifle. (Moreno, 2012). Para elaborar el rediseño y automatización de la máquina rebanadora de chifles, investigamos sobre los diversos tipos de medidores

y potencia,

además se investigó sobre los sensores, que hará de la rebanadora de platano un sistema que cumpla con todos nuestros requerimientos y así poder automatizar de manera industrial la máquina de elaboración de chifles. (Moreno, 2012).

CAPÍTULO I CONTEXTUALIZACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN

1. Problematización En la actualidad se usa una cortadora de plátano que cuenta con discos de metal los cuales al girar cumplen con la función que sirve para cortar, debido a esto es más eficiente, se ahorra tiempo y aumenta la productividad. Esta máquina realiza cortes de rodajas con una finura que es aceptable para el consumidor. El problema principal de esta máquina es que no cuenta con la automatización necesaria ya que presenta algunas deficiencias, como por ejemplo al momento de que el operario introduce manualmente el plátano corre el riesgo de lastimarse con las cuchillas de los discos, otra deficiencia es que las rodajas del plátano salen a una velocidad que hace que estas tomen direcciones diferentes y no una uniformidad deseada.

1.1. Diagnostico La máquina cortadora de plátano para la elaboración de chifles presenta problemas en el motor ya que este se sobrecalienta durante el proceso y además presenta inconvenientes ya que las rodajas caen dispersas (de manera chispeada).

1.2. Formulación del problema Se requiere diseñar un sistema mecanizado, con un control automático con conductividad para el proceso de rebanado de plátano verde que cumpla con las normas del producto mejorando su productividad. Ya definidos los diferentes problemas, se plantean las soluciones a seguir para mejorar el funcionamiento y rendimiento del mecanismo, además de la seguridad frente al operario.

1.3. Sistematización Actualmente el motor se sobrecalienta porque no ha tenido un mantenimiento adecuado en el cual se puede identificar ciertas fallas, por ejemplo, el exceso de aceite con restos de plátano el cual puede interferir en el correcto funcionamiento del motor, otro parámetro es que la vida útil del motor puede haber llegado a su etapa final del funcionamiento. Con la automatización de la máquina se permite contribuir a mejorar una de las principales características que es la textura debido a que se realiza un rebanado delgado manteniendo un espesor relativamente uniforme de las rebanadas en un menor tiempo conservando las propiedades del verde sin dejar a un lado la parte de inocuidad del producto y seguridad de las personas al momento del rebanado del chifle.

1.4. Identificación Del Problema En la máquina rebanadora de platanos para la elaboracion de chifles el proceso es discontinuo por lo que hace muchas paradas y esto conlleva a la pérdida de tiempo y dinero. En este proceso se pierden aproximadamente 5 min mientras se estabiliza la máquina para luego hacer el chifle, además no se sabe el volumen adecuado que debe ingresar a la máquina, para que la carga que ingrese rápidamente se rebane.

1.5. Variables Encontrar un Sistema para que los plátanos ingresen en forma continua en el proceso y no paren. 1.5.1. Variable controlada El peso del plátano (10gr o 20gr) por segundo

1.5.2. Variable manipulada Tiempo en el que son expulsados las rodajas de plátano (chifles)

1.6. Descripción de la Máquina Maquina Chiflera Industrial para fabricación de chifles de plátanos, papas chips, camote, etc. 

Fabricada en acero inoxidable 304 grado alimenticio



Motor 0.5 hp Switch industrial cable neumático 3 metros de largo.



Doble cuchilla graduable de acero templado.



Gabinete con mecanismos, brazo de presión muy fácil de manejar.



Base desmontable y giratorio 360 grados, adaptable en carretas, mesas,



Freidoras. producto tal cual en las imágenes



Medidas:

alto 65cm, largo 35cm, ancho 64cm.



Peso:

25 kg.



Capacidad de producción: 400 kg. por hora

1.7.

Justificación

La presente investigación se enfoca en la reducción de tiempo y trabajo que se produce durante la elaboración del producto para aminorar la pérdida de materia prima y del producto final, así para obtener mayores ganancias y reduciendo costos en el proceso de elaboración de los chifles mediante la automatización de la máquina rebanadora de plátano, lo cual permite obtener los chifles de una manera más rápida reduciendo tiempo y costos y así poder comercializar y obtener mejores beneficios y ganancias. La falta de una máquina rebanadora de plátano automatizada ocasiona a las personas que desempeñan las labores con esta herramienta agotamiento y muchas veces malestar debido a que se deben buscar otras alternativas para poder rebanar los plátanos. En la actualidad la tecnología avanza para mejorar los procesos de forma industrial y automatizada, en el caso de la elaboración de chifles artesanales se lo puede realizar en una máquina rebanadora de plátanos, evitando las paradas y haciendo que su proceso sea de manera continua, la cual nos llevara a evaluar ciertas variables para determinar el caudal y así, pueda ingresar a la máquina el volumen adecuado en un determinado tiempo y este obtenga mejor rendimiento y cumpla con todas las características organolépticas.

El proyecto que se presenta a continuación optimizará el proceso del rebanado de plátano, estableciendo un mecanismo seguro que proporciona el aumento en la producción en un menor tiempo, con un corte uniforme, una mayor higiene y el mejoramiento de los ingresos económicos del propietario de la máquina. 2. OBJETIVOS 2.1.

OBJETIVO GENERAL

Diseñar un sistema de control automático de una rebanadora de verdes considerando un modelo estructural en función de la capacidad y características para mejorar la productividad, seguridad y rentabilidad de la microempresa.

2.2. 

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Determinar las variables de control presentes en el proceso de automatización de la máquina rebanadora de chifles.



Identificar mediante ensayos la fuerza necesaria para el proceso de rebanado del plátano desde el pedúnculo hasta la punta.



Escoger los mecanismos o dispositivos que forman parte del sistema de control que sea más económico.



Explicar el funcionamiento del sistema automático de la máquina rebanadora de chifles y los beneficios de su automatización.



Realizar un análisis de costos del diseño del sistema automático.

3. HIPÓTESIS H0 : Niveles mayores de fuerza disminuiría el tiempo de rebanado y mejorará su eficiencia y productividad en la elaboración de chifles de plátano. Ha: Niveles mayores de fuerza no disminuiría el tiempo de rebanado y no mejorará su eficiencia y productividad en la elaboración de c...