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DISEOYMODELAMIENTODEUNAMAQUINADOSIFICADORAYEMPACADORADEFRUTASDESHIDRATADAS

EDGARERNESTOSANTACRUZFIGUEROAJESUSHERNANDOSUAREZRUBIO

UNIVERSIDADDELASALLEFACULTADDEINGENIERIADEDISEOYAUTOMATIZACINELECTRONICA

BOGOTAD.C.2007

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DISEOYMODELAMIENTODEUNAMAQUINADOSIFICADORAYEMPACADORADEFRUTASDESHIDRATADAS

ProyectodegradoparaoptarporelttulodeIngenierodeDiseoyAutomatizacinelectrnica

AsesorCARLOSAUGUSTOTOLEDO

Ingenieromecnico

UNIVERSIDADDELASALLEFACULTADDEINGENIERIADEDISEOYAUTOMATIZACINELECTRONICA

BOGOTAD.C.2007

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Notadeaceptacin

______________________________________________

______________________________________________

______________________________________________

_________________________________________

Asesor:Ing.CarlosAugustoToledo

_______________________________________

Jurado:Ing.PedroWilliamPrez

_________________________________________

Jurado:Ing.PedroEmilioPrieto

Bogot,Marzode2007

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AGRADECIMIENTOS

Gracias a Dios, a mis padres que han sido siempre larazn y el ejemplo a seguir, el apoyo en los momentosdifciles.

JESSHERNANDOSUREZRUBIO

QUEVIVAPASTOCARAJO

EDGARERNESTOSANTACRUZFIGUEROA

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CONTENIDO

1.ANTECEDENTES 162.JUSTIFICACION 173.OBJETIVOS 18

3.1.OBJETIVOGENERAL 183.2.OBJETIVOSESPECIFICOS 18

4.ALCANCE 195.METODOLOGIA 206.MARCOTEORICO 22

6.1.GENERALIDADESYCARACTERISTICASDELAUCHUVA 226.1.1.Definicin 226.1.2.Clasificacindelauchuva 226.1.3.Colombia:primerproductormundialdeuchuva 236.1.4.Lauchuvadeshidratada 25

6.1.4.1.Mtodosdedeshidratacindelauchuva 256.1.4.2.Caractersticasdelauchuvadeshidratada 276.1.4.3.Razonesparaempacaruchuvadeshidratada 28

6.2.ELPROCESODEEMPAQUE:INTRODUCCIONYDEFINICIONES 296.2.1.Definiciones:elenvaseyelprocesodeempaque 296.2.2.Funcionesdelenvase

6.2.3.Propiedadesdelempaque 326.2.4.Mtodosdedosificacindeslidosutilizadosenlaindustria 336.2.5.Tcnicasdeselladodebolsaenelprocesodeempaque 34

6.2.5.1.Selladoporultrafrecuencia 346.2.5.2.Selladoporgascaliente 346.2.5.3.Selladoporresistenciaselctricas 346.2.5.4.Selladoporimpulsoelctrico 35

6.3.MAQUINASEMPACADORASDEFORMADO,LLENADOYSELLADO 356.3.1.Descripcingeneral 356.3.2.Clasificacindelasmquinasempacadoras 36

6.3.2.1.Mquinasverticalesdeformado-llenado-sellado(f.f.s) 366.3.2.2.Mquinasempacadorashorizontalesf.f.s 39

6.3.2.3.Otrostiposdemquinasempacadoras 416.6.SENSORESYACTUADORES:LACELDADECARGAYELMSCULONEUMATICO 436.6.1.Celdasdecarga 43

6.6.1.1.Lagalgadetensin(straingauge) 446.6.1.2.Medicindelatensin 456.6.1.3.Clasificacindelasceldasdecarga 46

6.6.2.Elmsculoneumtico 476.7.CONCEPTODELDISEOASISTIDOPORCOMPUTADOR 49

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7.DISEODELAMAQUINADOSIFICADORAYEMPACADORADEUCHUVADESHIDRATADA 50

7.1.ANLISISDELPROCESODEEMPAQUE 507.2.REQUERIMIENTOSDEPRODUCCINPARALAMQUINADOSIFICADORAYEMPACADORADEUCHUVADESHIDRATADA 517.3.METODOLOGADEDISEOIMPLEMENTADA 557.4.DISEODELAESTRUCTURAMECNICA 577.4.1.Mdulodemanejodeproducto 57

7.4.1.1.Descripcingeneraldelmodulodemanejodeproducto 577.4.1.2.Autonomadelamaquina 577.4.1.3.Diseodelatolvaderecepcinyalmacenamiento 58

7.4.1.4.Diseodelabandatransportadora 667.4.1.4.Parmetrosdebaseparaelclculodeloscomponentesdelabanda 677.4.1.4.2.Dimensionesyvelocidaddelabanda 677.4.1.4.3.Pesomximodeproductoquesoportalabandacargada 707.4.1.4.4.Materialdelabanda 707.4.1.4.5.Clculodelapotenciadelmotordelabanda 71

7.4.2.Mdulodedosificacin 827.4.2.1.Descripcingeneraldelmodulo 82

7.4.2.2.Diseodeloscanalesdellenado 827.4.2.3.Mecanismodevibracindeloscanales 84

7.4.2.4.Tolvadepesado 857.4.2.3.1.Clculosparaeldiseodelatolva 85

7.4.3.MODULODEEMPAQUE 877.4.3.1.Descripcingeneraldelmodulode 87empaque 877.4.3.2.Dimensionesseleccionadasparalabolsa 887.4.3.4.Diseodelcuelloformadordebolsa 897.4.3.5.Diseodeltubodealimentacin 917.4.3.5.Mecanismodesellado 92

7.4.3.5.1.Aspectosquesetienenencuentaparaelsellado 927.4.3.5.2.Diseodelmecanismodesellado 937.4.3.6.Diseodelmecanismodehaladodelapeliculaplastica 967.4.3.6.1.Componentesdelmecanismodehalado. 96

7.4.4.DISEODELMODULOCONTROLYLASINTERFACESDEPOTENCIAPARALAMAQUINA 997.4.1.Lgicadecontrol 99

7.4.2.Diseodelafuentedealimentacin 1027.4.3.Diseodelsistemadecontrolautomticodepeso 1037.4.4.Circuitoosciladorparalosmsculosneumticos 1087.4.5.Circuitocontroldetemperatura 1107.4.6.Sistemaneumtico 110

7.4.6.1.Componentesdelsistemaneumtico 1107.4.6.2.Diseodelsistemaelectroneumticoparalosactuadores 112

8.PANORAMAGENERALDEFUNCIONAMIENTODELAMAQUINA 1148.1.DESCRIPCIONDELPROCESO 1148.2.TIEMPOSDEPRODUCCIONPORBOLSA 117

9.SIMULACIONDELAESTRUCTURAMECANICA: 120

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BASTIDORYTOLVADERECEPCINYALMACENAMIENTO 1209.1.CLCULODELACARGADELAMASADEUCHUVASENLATOLVA 1209.2.CLCULODELASFUERZASQUEACTANSOBRELATOLVAYELESPESORDELASPLACASQUELACONFORMAN. 1219.3.CALCULODELPESODELASPLACAS 1269.4.SimulacindelmodeloconlaherramientaALGOR 1289.4.1.Diagramadefuerzas 1299.4.2.AnlisisdeVonMisses 1319.4.3.Factordeseguridad 134

10.CONCLUSIONESYRECOMENDACIONES 13611.BIBLIOGRAFIA 138ANEXOS 139

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LISTADETABLAS

Tabla1.Clasificacindelauchuva 23

Tabla2.Tiposdedeshidratadores 27

Tabla3.Caractersticasfsicasdelauchuva 28

Tabla4.Definicionesdelapalabraempaque 30

Tabla5.Ventajaseinconvenientesdelosdiferentestiposdebolsa 38Tabla6.Datosbaseparaelclculodelatolva 59

Tabla7.Dimensionesbasedelatolvaderecepcinyalmacenamiento 61

Tabla8.Propiedadesdelosacerosinoxidables 62

Tabla9.Anchosnormalizadosdebandastransportadoras(KaumanS.A) 67Tabla10.CoeficientesdeFriccinenlosRodillos 75

Tabla11.Caractersticasdelmotorreductorseleccionado 80

Tabla12.Recomendacindedimetroderodilloporanchodebanda.ROTRANS 81

Tabla13.Listadeactuadoresdelamaquina 100

Tabla14.Componenteselectrnicosdelafuentedealimentacin 103

Tabla155.Diagramadeestadosdelsistemadecontrol 107

Tabla166.Diagramadeestadosdelsistemadecontrol 107

Tabla17.Resumendeloscomponentesneumticosdelsistemadecontrol111

Tabla18.Dimensionesdelasparedesdelastolva 126

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LISTADEFIGURAS

Figura 1 . Composicin de las exportaciones colombianas de fruta sin banano nipltanoenelao2003(porcentaje) 24Figura2.Valordelasexportacionescolombianasdefrutasinbananonipltano.enelao2000 24

Figura3.Elprocesodemercadeoyelciclodeempacado 31

Figura4.Tiposdellenadorasparaslidos 33

Figura5.Maquinadeempaquevertical 37

Figura6.MaquinaFlowpackmodeloFP020TecnoPack(Italia) 39Figura7.Descripcindetensin 43

Figura8.Galgadetensinmetlica 44

Figura9.PuentedeWheastone 45

Figura10.Clasificacindelasceldasdecarga 47

Figura11.MsculoneumticoMAS 48

Figura12.Flujogramatcnicodelosmdulosqueconformanlamaquinaempacadora(Parte1) 53Figura13.Flujogramatcnicodelosmdulosqueconformanlamaquinaempacadora(Parte2) 54Figura14.Procesodediseoutilizado 56

Figura15.Esquemageneraldelmodulodemanejodeproducto 57Figura16.Formageomtricadelatolvaderecepcinyalmacenamiento 59

Figura17.Geometrasqueconformanlatolvaderecepcinyalmacenamiento 60

Figura18.Detalledelbastidordesoportedelatolva 63

Figura19.Detalledisposicinmsculoneumticoparael sistemadevibracinde latolva 64

10

Figura 20. Modelamiento msculo neumtico DMSP 10 de 40 mm con extremosprensados 65

Figura21.VistaexplosionadadelmodelodelMAS 66

Figura22.Flujogramadelprocedimientoparaelclculodebandastransportadoras 69Figura23.Detallemasaaproximadadeuchuvacanalizadaporlatolvasobrelabanda 76

Figura24.Flujogramaclculodelapotenciadelmotor 79Figura25.Detallerodillobandatransportadora 81

Figura26.Detalledeloscanalesdellenado 83

Figura27.Aplicacindelmsculoneumticoenelsistemadevibracindeloscanales 84

Figura28.Tolvadepesado 85

Figura29.Caractersticasdelabolsadeempaque 87

Figura30.Formaestndardelpaquete 88

Figura31.Cuelloformadordebolsa(vistaisomtrica) 90Figura32.Cuelloformadordebolsa(vistainferior)90Figura33.Tubodealimentacindeproducto 92

Figura34.MordazadeSelladoimplementada.MSDSC0043deLakoTool. 94

Figura35.Formaonduladadelamordazaseleccionadaparaelsellado(10dientesporpulgada) 95Figura36.Detalledelmodelodelsistemadeselladodelabolsa 96

Figura37.SistemaHaladordepelcula 97

Figura38.Mecanismodehalado 99

Figura39.Logicadecontroldelamaquina 102

Figura40.Fuentedealimentacindelcircuitodecontrol.Etapadefiltradoyregulacin 102

Figura41.SistemaComparadorbsico 104

Figura42.Circuitocomparadorcondivisordevoltaje 104Figura43.Circuitodecontrolyetapadeacopledepotencias 106

Figura44.Circuitoosciladorcon555 108

11

Figura45.Osciladorcon555paralaactivacindelosmsculosneumticos 109

Figura46.Circuitodecontroldetemperatura. 110

Figura47.Esquemticodelcircuitoelctricodecontrol 112

Figura48.Montajeneumtico 113Figura49.Modelofinaldelamaquina(Vistaisomtrica) 114Figura50.Modelofinaldelamaquina(Vistalateral) 115Figura51.flujogramadeprocesosdeempaque 117Figura52.Distanciasrecorridasporelproducto 118

Figura53.Anlisiscadaenunplanoinclinado 120

Figura54.Placadetolvacargadahidrostaticamente 123

Figura 55. Placa cuadrada tomada como analoga y la carga distribuidahidrostticamentesobrelaplacainclinada. 123

Figura56.Geometradelatolva 127

Figura57.Seleccindelasparedesinternasdelatolva,paralaaplicacindelacargahidrosttica 130

Figura58.Detalledeladistribucindelascargasenlasparedesinternasdelatolva 131

Figura59.Resultadosde la simulacinde laestructuramedianteelmtododeVonMisses 133

Figura60.Resultadosde la simulacinde laestructuramedianteelmtododeVonMisses(VistaSuperior) 134Figura61.rboldelmodelodemovimiento 157Figura62.Articulacionesdelossistemasdevibracin 158

Figura63.Parmetrosparaelmovimientooscilatorioenlaarticulacincilndrica 160

Figura64.Caractersticasdelosdiferentesmaterialesquecomponenelconjunto 161Figura65.Parametrosparaelmovimientodelsistemadesellado 162

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LISTADEANEXOS

Anexo1.Anlisisestadsticodelascaractersticasdelauchuva 139

Anexo2.CatalogoSeleccindelmaterialdelabanda 145

Anexo3.CaractersticasdelPolietilenoBiorentado 146

Anexo4.CatlogoMsculoneumticoDMSP.FESTO. 147

Anexo5.MordazasdeSelladoMSD.LakoTool 149

Anexo6.CilindrosneumticosADN.FESTO(R) 150Anexo7.Celdadecarga.FUTEKMODELOLSB200 151

Anexo8.Catalogoselecciondemotores.Tompsonindustries. 152

Anexo9.CatlogoElectromecnicasRodsan 153

Anexo10.TablaSolucinaproximadamediantelaseriedefurrierparacargasrectangularesconcargashidrostticas. 155

Anexo11.ModelodefuncionamientoconSolidEdgeMotion 156

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LISTADEECUACIONES

Ecuacin1.Tensinenunaceldadecarga 43

Ecuacin2:Factordegalga 45

Ecuacin3.VoltajedesalidaenunpuentedeWheastone 46Ecuacin4.Volumentotaldelatolva 60

Ecuacin5.RelacinparaobtenerelvalordeBm 61

Ecuacin6.Masadelabanda 71

Ecuacin7.Masaporunidaddelongitud 72

Ecuacin8.Longitudcorregida 73

Ecuacin9.Tensinparamoverlabandadescargada 73

Ecuacin10.Tensinparavencerlaresistenciaalmovimiento 76

Ecuacin11.Cargadelauchuvaenlabanda 77

Ecuacin12.Tensinefectiva 77

Ecuacin13.Potenciadeaccionamiento 78

Ecuacin14.Revolucionesporminutodelmotor 80

Ecuacin15.Voltajedereferencia 105Ecuacin16.Momentomximoalolargodelosladosempotrados 123

Ecuacin17.Cargaenlatolva 124

Ecuacin18.Fuerzadistribuidahidrostticamente 125

Ecuacin19.Espesordelaplaca 125

Ecuacin20.Resistenciaalaflexin 125

Ecuacin21.Factordeseguridad 134

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GLOSARIO

Empaque:(1)Unsistemacoordinadodeprepararproductosparatransportar,distribuir,almacenar,venderhastasuusofinal.(2) Un medio de asegurar la entrega segura al ltimo consumidor encondicionesdeunmnimocosto.(3) Una funcin tcnica-econmica con el objetivo de minimizar costos deentregamientrasmaximizanventas(yporlotantobeneficios).

Msculo neumtico: sistema de membrana de contraccin que utiliza elmismoprincipioquelosmsculoshumanos.Elconceptosebasaenrecubriruntubo flexible completamente estanco con una malla formando rombos de unmaterial de fibras indeformables. El resultado es una retcula de tresdimensiones.Siseaplicaairecomprimidoal tuboflexible,estesehinchay lamallasedeforma.Conellosegeneraunafuerzadetraccinenelsentidoaxialque fuerza al tubo a reducir su longitud a medida que aumenta la presininterna.

Uchuva: (Physalis peruviana L.), Fruta tropical suramericana, pertenece a lafamilia de las Solanceas y al gnero Physalis, cuenta con ms de ochentavariedades, que se encuentran en estado silvestre y que se caracterizanporquesusfrutosestnencerradosdentrodeunclizocapacho.

Deshidratacin:Privarauncuerpooaunorganismodelaguaquecontiene.||Procesoindustrialqueconsisteenextraertodalahumedaddeunalimentoconelfindeconservarlo.

Celdadecarga:Transductorqueconviertefuerzaenunasalidaelctricaquesepuedemedir.

BOPP:PolipropilenoBiorentado

FDA:FoodDepartmentAsociation

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RESUMEN

El presente trabajo contiene el compendio de la metodologa implementadaparael desarrollodelmodelodeunamquinadosificadorayempacadoradefrutas deshidratadas. Inicia con un anlisis acerca de la importancia delempaque en la industria alimenticia, pasando por los diferentes mtodos deempaque y dosificacin existentes en la industria. Luego, a partir decondicionesestablecidasparaelempaquedeunproductoenparticular,queeneste caso es la uchuva deshidratada, se plantean metodologas y elementosquepodranplantearunasolucinviableparaelempaquededichoproducto.En este proceso se lleva a cabo un diseo modular, en donde se planteandiferentesfases,yseutilizandiferentesherramientasdediseo,explorandolautilizacin de elementos como la celda de carga y el msculo neumtico,desarrolladoporFESTO.

Como resultado de este proceso se obtiene un modelo de una maquinadosificadorayempacadoradeuchuvasdeshidratadas,queserealizamedianteherramientasdesoftwaredemodelamientografico(CAD),endondeseincluyeadems un sencillo mtodo semiautomtico de control electrnico para elprocesoyadescrito.Dichos resultadosplanteanunaalternativa realqueestadirigida a las pequeas y medianas industrias productoras de alimentosdeshidratados.

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1.ANTECEDENTES

En lasltimasdcadassehancreadocomplejos sistemasdeprocesamientode alimentos, necesarios para controlar y conservar sus nutrientes. Por otraparte, las envolturas y en general otro tipo de empaques utilizados paraconservar alimentos procesados, son de vital importancia, ya que de ellosdependeengranpartelapermanenciadeciertosproductosenelmercadoascomosuaceptacin(diseo,presentacin,etc.).

En la actualidad, losprocesos de produccin parael empaquede alimentos,estn avanzando a un ritmo acelerado. La apertura de los mercados y elaumento exponencial de la competencia as como la creciente demanda harequerido de una continua optimizacin de los procesos. El objetivo final deesteprocesocontinuoes lograrunamayorproduccinaumentandolacalidaddelosproductos.

Enpasescomoelnuestrolasindustriasalimenticiaspequeasomedianasseestn integrando gradualmente este tipo de procesos de cambio. Estndejando atrs los viejos mtodos de produccin, manuales e ineficientes, yestn rompiendo el paradigma que sostiene que solo las grandes empresassonlasquepuedenteneraccesoalasltimastecnologasenlaproduccinyempaquedealimentos.

Lospequeosygrandesproductoresdealimentosprocesados,noquierenserajenos a los nuevos mercados que se estn abriendo paso, por el contrario,buscanatraermasconsumidores,paralocualdebeninnovarensusprocesosdeproduccin,mejorandonosololacalidaddesusproductossinolaeficienciade sus procesos, aspecto que le abre campo a la creacin de nuevasherramientas tecnolgicas y de automatizacin, nuevas alternativas que lebrindenmasargumentosparapoderllegaraunmercadoymantenerse.

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2.JUSTIFICACION

EnColombiasepresentancantidaddebarrerasdeingresoalmercadoparalosproductos de las pequeas y medianas empresas. Una de las principalesbarreras que se encuentran es la relacionada con la ineficiencia de susprocesosdeproduccinascomolabajacalidaddesusproductos.

Enlaindustriaalimenticia,ylaproduccindealimentosdeshidratados,estanoes la excepcin. Adems, los elementos necesarios para optimizar losprocesos de produccin, son ofrecidos por empresas especializadas que sibienofrecenptimassoluciones,porsuselevadoscostosseencuentranfueradelalcancedelaspequeasymedianasempresas.

De acuerdo a la experiencia obtenida durante el proceso de formacinacadmica en la Facultad de Ingeniera de Diseo y Automatizacinelectrnica,asi comode las conclusionesobtenidasapartir de lasdiferentesvisitas tcnicas realizadas a diversas empresas, se logr determinar que losprocesosdeproduccinenlapequeay lamedianase llevanacaboconlosmnimos estndares de calidad, a lo cual se le suma la ineficiencia de losmismosparacumplirconlagrandemandaenelmercado.

Enlaindustriaalimenticiaporejemplo,elprocesodeempaqueesunamuestrade este fenmeno. Consecuencia de estas prcticas, son la reducidaproduccin, y aspectos de calidad tan importantes en la industria alimenticiacomoes lapresentacinfinaldeproductonolograsatisfacer lasnecesidadesdelmercado,atrayendonuevosclientes.

Siendoelempacadounafase importanteen lacomercializacindeproductosorgnicos deshidratados, se ha decidido emprender este proyecto, paraconsolidar una alternativa que permita que los pequeos y medianosproductores de este tipo de productos, encontrar solucin a los diferentesinconvenientespresentadosenestafasedesuproduccin.

LamisindeuningenierodeDiseoyautomatizacinelectrnicaconsisteenofrecersolucionesaempresasdeestenivel,quesibiensonconcientesdelanecesidad de mejorar sus procesos de produccin, no tienen la solvenciaeconmicasuficienteparasuplirdichasnecesidades.

Elpresenteproyectosedaenrespuestaadichainquietud,paraconstituirunaalternativa real para esas pequeas y medianas empresas de alimentosorgnicosdeshidratados.Elreadeempaquedeproductosdeshidratadosesun rea que aun no se ha explorado para el desarrollo de proyectos en launiversidad, aspecto que consolida una buena opcin para aplicar lasdiferentes herramientas aprendidas para la automatizacin de un procesoindustrial.

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3.OBJETIVOS

3.1.OBJETIVOGENERAL

Disear y modelar un sistema de dosificacin y empaque de frutasdeshidratadas.

3.2.OBJETIVOSESPECIFICOS

Identificar los diferentes parmetros a tener en cuenta para la dosificacin yempaquedefrutasdeshidratadas.

Desarrollarundiseomecnicoquepermita llevaracabo ladosificacinyelempaquedeuchuvadeshidratada,comomodeloconcretodeaplicacin.

Disearunalgicaparaelcontroldelprocesodedosificacinyelempaquedelauchuvadeshidratada.

Disear la interfaz de potencia y de control electrnico para el sistemadesarrollado.

Implementar en el diseo Normativas necesarias para la dosificacin y elempaquedefrutasdeshidratadas

Modelar el funcionamiento de los diferentes componentes del sistemamedianteherramientasdediseoAsistidoporComputador.

Identificar puntos crticos en el diseo realizado a partir de los resultadosobtenidosenelprocesodemodelamiento.

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4.ALCANCE

Con el desarrollo del presente proyecto se pretende realizar el diseo y elmodelamiento de un sistema de dosificacin y empaque de frutasdeshidratadas.

Las especificaciones de diseo de dicho modelo se desarrollaran para elempaque de frutas deshidratadas en forma granular, sin embargo con lafinalidaddedelimitareldiseoyestableceruncasoconcretodeaplicacinseestudiaranlasvariablesyespecificacionesnecesariasparadosificaryempacaruchuvadeshidratada.

Elproyectoconcluyeconelmodeladodelfuncionamientodeloscomponentesdelsistemamecnico,medianteherramientasdesoftwareCADyelanlisisdelosresultadosobtenidosenesteprocesoapartirdedatostericosplanteadosparaeldiseo.

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5.METODOLOGIA

Para el proceso de diseo, modelamiento y simulacin de un sistema paradosificacin y empaque de frutas deshidratadas se estableci la siguientemetodologa,basadosen losobjetivospropuestos.Paraesto sehanseguidounconjuntodepasosqueseenuncianbrevementeysedividenentresfases:

FASEDEINVESTIGACIN

1.Determinarlosrequerimientosparaelproceso

Para el proceso de empaque de uchuva deshidratada se deben establecerciertos parmetros. Algunos de estos son por ejemplo el volumen deproduccinamanejar,quedeterminaralavelocidaddeempacado;elgradodeprecisin para el pesaje y la dosificacin del producto; la presentacin delempaque entre otros aspectos que determinaran el tipo de diseo aimplementar.

2.Identificarlosdiferentessistemasdedosificacinenlaindustria

3.Identificarlosdiferentestiposdemaquinasenvasadorasenelmercado

4.Identificarlosproveedoresdetecnologasespecializadasparaelprocesodedosificacinyempaquedealimentos

Lospasos2y3permitirnestablecersistemasyaexistentesenlaindustria,locualbrindaracriteriosdediseoparalaaplicacinquesevaadesarrollar.

5.Bsquedadeinformacinenelentorno

Se recurre a fuentes externas especializadas en el tema del empaque y suinfluenciaenelmercado.Seevalanmodelosymtodosqueseutilizanenlaactualizadenlaindustriaalimenticiayquepodranserpuntodepartidaparaeldiseo.

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FASEDEANALISISYARGUMENTACION

6.Seleccindeunmodelobase

7.Determinarlasdiferentesherramientasparalaimplementacindelasolucinescogida

Seexploraran lasherramientasnecesariasas comoel tipode tecnologasautilizar.Losmaterialesen loscualesdebedesarrollarseel sistemamecnico,tipodetecnologaparaelsistemadecontrolydepotencia.Unavisingeneraldeloscualespodranserloscomponentesdelsistema

8. Establecer las diferentes herramientas de software a utilizar para elmodelamiento

9. Determinar los requerimientos de hardware necesario para elmodelamientodelsistema

FASEDEIMPLEMENTACIONYDISEOMODULAR

10.Realizarelmodelamientodelosdiferentesmdulosquecomponenelsistemadedosificacinyempaquedefrutasdeshidratadas.

Estoes,realizareldiseomecnico,electrnicoydecontrol,correspondientealasolucindefinitiva.

11. Determinar materiales, elementos y componentes de los diferentessistemas

Ya se especifican con detalles los componentes del sistema. Materiales ydemscomponentes.

12.Realizarelmodelamientodelsistemamecnico

Eldesarrollodelsistemamecnicoexigeunmodelamiento tericoapartirdelcual se establecen dimensiones y dems caractersticas como materiales,resistencia a esfuerzos, etc. Con herramientas de CAD se debe realizar elmodelamientodelfuncionamientodeestesistema,paraanalizarlosresultadosobtenidos, contrastarloscon losdatos tericosyasiestablecerpuntoscriticoeneldiseo.

13.Analizarycorregirdeerroresdediseo

14.Conclusionesyrecomendaciones

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6.MARCOTEORICO

6.1.GENERALIDADESYCARACTERISTICASDELAUCHUVA

6.1.1.Definicin

Estudiaraspectosgeneralesdelproductoaempacarconstituyeelprimerpasoparaeldesarrollodelamaquinaempacadora.Mediantelaidentificacindelasgeneralidadesdelproducto,queparaelcasoeslauchuva,nosolosepuedenconocer aspectos claves que servirn de base para el diseo sino tambinsino tambinsepuede justificar laescogenciadeesta frutacomoproductoaempacar.

Seempiezaporestablecerquelauchuva(PhysalisperuvianaL.),pertenecealafamiliadelasSolanceasyalgneroPhysalis,cuentaconmsdeochentavariedades, que se encuentran en estado silvestre y que se caracterizanporquesusfrutosestnencerradosdentrodeunclizocapacho.

Lauchuvaesusadademltiplesformas,yaseaenladietaalimenticiaoenlamedicina. Es utilizada como materia prima para la elaboracin de dulces,mermeladasyjugos.

6.1.2.Clasificacindelauchuva

Existenvariasespeciesdeuchuva,sinembargoengeneralestaseclasificaenpoca de poscosecha., de acuerdo con su tamao, madurez y sanidad.InstitucionescomolacomisindelCodexAlimentariusestableceunsistemadeclasificacinestndarparalauchuva,parasuposteriorcomercializacin.DichaclasificacinseencuentraenlatablaNo.1.

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Tabla1.Clasificacindelauchuva

CLASIFICACIN

CRITERIOSDECALIDAD

Categoraextra

Llena los requisitos de color, tamao yapariencia excelentes. Empleada paraexportacin

Categoraprimera Tienebuenaapariencia,perotamaoreducido

CategorasegundaLa fruta es muy pequea y rajada. Esempleadaparalaelaboracindemermeladas,dulces,pulpa

Fuente: CODEX ALIMENTARIUS. Norma para la Uchuva. CODEX STAN 226-2001,EMD.1-2005

6.1.3.Colombia:primerproductormundialdeuchuva

SegndatosobtenidosdelaCorporacinColombiaInternacional,nuestropaseselprimerproductormundialdeuchuva.Lauchuva,hastahacepocotiempodesconocida en los mercados internos y externos, es hoy la fruta msimportante en trminos de exportaciones para Colombia, excluyendo frutastradicionalescomoelbananoyelpltano.

Enefecto, lasexportacionesdefrutascolombianassinbananoalcanzaron,enelao2003,los61millonesdlares,deloscuales44millonescorrespondieronapltanoy,losotros17millonesalrestodelasfrutas.Deestos17millonesdedlares, 7 millones correspondieron a exportaciones de uchuva, es decir, el45%(GrficoNo.1),el17%albananito,el8%alagranadillayel8%altomatederbol.

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Figura1.Composicindelasexportacionescolombianasdefrutasinbananonipltanoenelao2003(porcentaje)

Fuente:DANE.AnlisismuestralCorporacinColombiaInternacional. Asimismo, el valor de las exportaciones de frutas, excluyendo banano ypltano, creci al 1% anual promedio durante el ltimo quinquenio, mientrasque el valor de las exportaciones de uchuva creci cerca de 9% anualpromedio durante el quinquenio, hasta alcanzar los 5 millones de dlares en2002,conunrepuntemuyimportanteduranteelao2003,cuandollegarona7millonesdedlares.

Figura2.Valordelasexportacionescolombianasdefrutasinbananonipltano.enelao2000

Fuente:DANE.CorporacinColombiaInternacional

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6.1.4.Lauchuvadeshidratada

Como ya se haba planteado, existen diversos usos para la uchuva. En estemomentoesimportante,poreldesarrollodeldiseo,hacernfasisenelusodeladeshidratacincomomtododeconservacinde lauchuva.Aspectoclaveque ha hecho de la uchuva un producto de alta aceptacin en pasesespecialmenteeuropeos.

Elprocesodedeshidratacinescostoso,porelbajorendimientodelauchuvaen la deshidratacin, dado su alto contenido de agua. Sin embargo, losdeshidratados presentan ventajas tanto para el consumidor como para elproductor,especialmenteenelcasodelauchuva,frutaquetieneunamarcadaestacionalidad de la cosecha y asegura un mejor mercado para losproductores, que pueden vender toda su cosecha, incluso cuando hayabundancia. Adems, pueden vender fruta de calidades inferiores y que, portener daos fsicos, no es susceptible de ser comercializada como productofresco.

Los productos deshidratados se han lanzado recientemente al mercado y elprincipalcanaldecomercializacinestconformadopor lossupermercadosehipermercados. El proyecto no cuenta con publicidad en medios masivos decomunicacin y se utilizan las promociones y las degustaciones para dar aconocerlosproductos.1

6.1.4.1.Mtodosdedeshidratacindelauchuva

Losmtodosdedeshidratacindelauchuvaestndeterminadosporeltipodesecadorqueseutilizaenelproceso.Existenporendediferentessistemasdedeshidratacindeacuerdoconlamateriaprimaaprocesar,lainversininicialyla presentacin del producto final. Este aspecto es vital para el empaque,debido a que aspectos como la humedad de la uchuva juegan un papeldeterminanteenlapreparacindelproductoparaladosificacin.

1DatostomadosdelaCorporacinColombiaInternacional.PerfildeProducto.2004

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6.1.4.1.1.Deshidratadorporairecaliente

Elempleodeairecalientecomoagenteparallevaracabolaremocindeaguaen los alimentos, es la tcnica mas difundida par la obtencin de productosdeshidratados.As, lamayorade las frutasyhortalizas, incluida lauchuva,anivelmundialseobtieneporestatcnica.2

Durante ladeshidratacindeunslidohmedoenatmsferadeairecaliente,elaireproporcionaalahumedadelcalorsensibleylatentedeevaporacin,y,asuvez,actacomomediode transportepara la remocindelvapordeaguaformado en la superficie del slido. Sin embargo, para lograr los mejoresresultados,elsistemaempleadodebesuministrar lascondicionesadecuadaspara optimizar la transferencia de calor y de masa dentro del slido, sinproducir deterioro apreciable de sus caractersticas organolpticas ypropiedadesnutricionales.

Adicionalmente,paralograruniformidadenlascaractersticasdelosproductosobtenidos, el sistema empleado debe ofrecer condiciones controladas. Estoimplica la existencia de sistemas adecuados de medicin y control manual oautomtico de las variables de proceso que determinan la trayectoria de losfenmenoseneltiempo.

Los diferentes tipos de deshidratadores utilizados en el proceso dedeshidratacindelauchuvaseresumenellatablaNo.2.

2OSORIODAZ,DORISLILIANA.Manualdelauchuva

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Tabla2.Tiposdedeshidratadores

DESHIDRATADORESDIRECTOS

DESHIDRATADORESINFRARROJOOCALORRADIANTE

DESHIDRATADORESINDIRECTOS

La transmisin del calorse lleva a cabo por elcontacto directo entre elsolidhmedoylosgasescalientes, eliminndose elliquidovaporizado

Funcionan bajo el principio degeneracindecalordentrode losslidos en un campo elctrico dealtafrecuencia.

El calor se transmite alslidohmedoatravsdepared. El lquidovaporizado se extraeindependientemente delmediodecalefaccin

Tamborrotatorio Deshidratacin por

espumado Spray-brying o

atomizador Deshidratador de

gabinetecontinuo Deshidratador de

tnel Deshidratacin

continua en bandatransportadora

Lmparaselctricas Filamentos elctricos

devanados De alta temperatura

calentadosporgas De baja temperatura

calentadosporgas

Deshidratacin alvaco

Deshidratacinliofilizada

Deshidratacin derodillo

Fuente:FONSECA,Vctor.Modulodeoperacionesenaindustriadealimentos.1987

6.1.4.2.Caractersticasdelauchuvadeshidratada

Losdatosdelascaractersticasfsicasdelproductoaempacar,enestecasolauchuvadeshidratada,debeserproporcionadoelclientequedeseeeldesarrolloy la implementacin de la mquina empacadora. Dichas caractersticasdeterminan la estrategia de empaque para la manipulacin del producto. Eneste caso, para determinar dichas caractersticas fue necesario hacerreferencia a bibliografa especializada as como a pruebas de anlisisestadsticorealizadasporlosautoresenlaboratorio(veranexo.No.1).

Lascaractersticas fsicasquesonms relevantesen lauchuvadeshidratadasemuestranenlasiguientetabla:

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Tabla3.Caractersticasfsicasdelauchuva

CARACTERSTICASCARACTERSTICASCARACTERSTICASCARACTERSTICAS

RESULTADOSRESULTADOSRESULTADOSRESULTADOS

Forma Globosa u ovoide irregular

Dimetro longitudinal 1,56375cm*

dimetro ecuatorial 1,37845cm*

rea promedio 1.71026cm2*

Peso promedio/ unidad 1.549 gr

Peso especifico 1.17 gr/cm3**

Humedad 16-17%

*Datosobtenidosapartirdelanlisisestadsticorealizadoenlaboratorio**DatosuministradoporFrutandesS.A.

6.1.4.3.Razonesparaempacaruchuvadeshidratada

Deacuerdoconelrpidorecorridosobrelasgeneralidadesdelauchuvaysuimportanciaenelmercadocolombiano,y teniendoencuentaelaugequehatenidoesteensusdiferentespresentaciones,incluidalauchuvadeshidratada,as como la creciente necesidad de implementar procesos de produccinasequiblesparalapequeaymedianaempresa,sehadesarrolladoelpresenteproyectotomandocomopuntodepartidaesteproducto.Sinembargolaideadeeste modelo es que sea aplicable para productos que tengan caractersticasfsicassimilaresalauchuvadeshidrata.Deestaformasepretendebrindarunaverdaderaalternativaaplicableavariostiposdeproducto.

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6.2.ELPROCESODEEMPAQUE:INTRODUCCIONYDEFINICIONES

6.2.1.Definiciones:elenvaseyelprocesodeempaque

Dentrode la industriadelempaque,sondos trminosquemarcanelpuntodepartida. Estos son el empacado y envase, con todas sus variantes. En unanlisis corto, se realiza una pequea introduccin a dichas definiciones. Enocasionessepiensaqueambossonsinnimosperosondistintos.Enlalenguacastellanaseentiendeporenvasaracolocarenvasosovasijasunlquidouotro,esdecircontiene, retiene(elproducto toma la formadelenvase),yempacarahacerpacas, sinnimodeempaquetar, lo que ledaunmatizde flexibilidadalmaterial que rodea o envuelve a algo slido (el empaque toma la forma delproducto).

Ahoraaldefinirenvaseelconceptoseamplayaqueestodoloqueenvuelveocontieneartculosuotrosparaconservarlosytransportarlos,yempaquecomoelmaterialqueformalaenvolturayarmazndelospaquetes.

Otros criterios para diferenciarlos, pueden ser: hermeticidad, procesamiento ono,etc.

Asenvasarfrutasdeshidratadasyempacarfrutasdeshidratadastienensentidosdiferentes; ya que imaginamos en el primer caso enlatado de frutas y en elsegundocasoembolsadodefrutas;entoncesseconcluyequeseusaunouotrotrminosegnseubiquemejorenelcontextooentorno.

Elempacadooenvasadoeselarte,cienciay tecnologadeprepararenformaadecuada un producto para transporte y venta; esta definicin es bastanteampliaperounasegundadefinicinesqueelempacado-envasadoesunmedioque resulta en una entrega segura de un producto al ltimo consumidor enbuenascondicionesconmnimocosto,peropuedequelanicafuncinseadeproteccin.

Paraapreciarelempacadoenlaeconomamundial,sedebeconocerquesycul es su funcin. El empacado ha sido definido de muchas maneras, en latabla 4 se listan tres de las ms comunes formas de definir la tcnica delempacado.Lasdefiniciones(1)y(2)indicanqueelempaquecontieneyprotegedurante el transporte y tiene aspecto econmico. Para asegurar la entrega, elempaquedebealmenosproveerinformacincomoladireccin,descripcindelproductoyquizsexplicarcmosemanejaelempaqueyelusodelproducto.

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Tabla4.Definicionesdelapalabraempaque

(1) Un sistema coordinado de preparar productos para transportar, distribuir,almacenar,venderhastasuusofinal.

(2)Unmediodeasegurarlaentregaseguraalltimoconsumidorencondicionesdeunmnimocosto.

(3)Una funcin tcnica-econmicaconelobjetivodeminimizarcostosdeentregamientrasmaximizanventas(yporlotantobeneficios).

Fuente:MARTINEZGUALDRON,Jorge.Clasesdeempaqueysupapeldeterminanteenlacomercializacindelosproductos

Por otro lado se puede reconocer que el empacadoes parte del producto delmercado(Figura3.).

Elempacadohasidodescritocomouncomplejo,dinmico,cientfico,artsticoycontroversialsegmentodelosnegocios.Elempacadoesciertamentedinmicoyestconstantementecambiando.Nuevosmaterialesnecesitannuevosmtodos,quedemandannuevamaquinaria,nuevasmaquinarias redundanenunamejorcalidad y sta abre nuevos mercados, los cuales requieren cambios en elempaque.Esteprocesoqueesuncrculoentoncesempiezanuevamente.

As, en lo fundamental, el empaque contiene, protege, preserva e informa. Enalgunoscasossteproveedosfuncionesquesonlasdeventayconveniencia.Enunmundodonde lacalidaddelproductoesaltaenmuchas formas,casi lanicadiferenciaentrelosproductoseseltipodeempacado,ysloelempacadoinfluyeenlaoperacindeventa.CitandolaultimadefinicindelaTablano.3,elempacadoesunafuncintcnicaeconmicaconlafinalidaddeminimizarcostosdeentregamientrassemaximizanlasventas.

Enestenivel,el valoroan lanecesidad la funcinadicionalescontroversial,empaqueesundesperdiciodelmaterialyenergaoes reduccindemanodeobra.Nohaydudasinembargo,enestapocadondelosmaterialessoncarosrepresentan tambin un costo extra de energa y con estos conocimientospodramos muy bien cambiar nuestro criterio de juzgamiento. Proteccin einformacin sern siempre esenciales en cualquier empaque y estasoperacionessonbsicamenteconvencionales.

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Figura3.Elprocesodemercadeoyelciclodeempacado

Fuente:MARTINEZGUALDRON,Jorge.Clasesdeempaqueysupapeldeterminanteenlacomercializacindelosproductos

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6.2.3.Propiedadesdelempaque

Elempaquedebecumplirunamisinfundamental:preservarelproductoensuinterior desde el momento del empacado, durante el transporte,almacenamiento,distribucinyexhibicin,hastaelmomentoqueesabiertoporelconsumidor.

Muchas propiedades deseables obtenibles de los empaques flexibles estnrelacionadasdirectamenteconlaspropiedadesdelosplsticos.Algunasdelaspropiedades ms importantes del material del cual se realizar el empaqueson:

Resistenciamecnicaalatraccin

Estapropiedadfrecuentementedeterminalacantidaddematerialplsticoquesenecesitaparaformarlapareddelempaque

Resistenciamecnicaalaperforacin

El material de empaque debe ser mecnicamente resistencia al efectodestructivo de ciertos productos envasados cediendo elsticamente ante elefectodelaperforacin,sinrompersenideformarse.

Sellabilidad

Todos losempaques flexiblesdebenser cerradosdealgunamanera, lagranmayora lo son por termo sellado. Este es un proceso en el cual una de lascapas que componen el empaque logra conseguir su fusin y luego esmantenidaencontactoconlasuperficieopuesta,desimilarconstitucin,hastaquelasdoscapassolidifiquenformandounasolanicacapa.

Imprimibilidad

Elusodelempaqueparapromocionarydescribirelproductoesunaimportanteherramientademercadeo.Losgrficos,eltexto,ladisposicindelasfigurasenelempaque,sedebenmostrardemaneraprecisayllamativa.

Durabilidad

Comoel vidrio, losplsticosnoseoxidany son inertesal ataquede lagranmayora de agentes ambientales comunes, con excepcin de los rayos UV,dandoasunadurabilidaddelproductoymantenindoloprotegidodeagentescontaminantes.

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6.2.4.Mtodosdedosificacindeslidosutilizadosenlaindustria

Enlaindustria,seencuentrandiversasformasdedosificacinparalosslidosa granel. La escogencia de una en particular, esta determinada por elrequerimientodelaaplicacin.Losmtodosdedosificacinmsutilizadosenlaindustriaseenumeranenlafigura4.

Figura4.Tiposdellenadorasparaslidos

Fuente:PAINE,Frank.Manualdeenvasadodealimentos

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6.2.5.Tcnicasdeselladodebolsaenelprocesodeempaque

Yasehanestudiadoaspectosquetienenquevercon los tiposdeenvasesylosdiferentesmtodosqueutilizanlasmaquinasempacadorasparacumplirsufuncin.

Sin embargo otro aspecto muy importante es el que tiene que ver con elmaterial de envase a utilizar. La seleccin de ste se determina por variosfactoresqueincluyenlanaturalezadelproducto,susparmetrosdemarketingy elsistemadedistribucinqueseutilice.Elmaterialseleccionadotieneunainfluencia vital as como los sistemas de sellado a utilizar por la maquinaenvasadora. Para esta parte vital del proceso de empaque, en la industriapuedenencontrarsediferentestcnicasdesellado.

6.2.5.1.Selladoporultrafrecuencia

El sistema de ultra frecuencia o mtodo dielctrico es usado para sellarmaterialescomoelclorurodepolivinilo(PVC)ysufuncionamientoconsisteencolocareltermoplsticoentredoselectrodosusndoloamaneradedielctrico.

CuandounmaterialcomoelPVCesexpuestoacorrientesdealtafrecuencialafriccinentrelasmolculasquesetrasladandeunladoaotrorespondiendoalcampomagnticoproducenelcalorsuficienteparafundirysellarlapelcula.

6.2.5.2.Selladoporgascaliente

Elselladoporgascalienteeselmtododeunirmaterialesplsticosendondestos son calentados por un chorro de aire o gas inerte que es previamenteaumentadoensutemperatura.

6.2.5.3.Selladoporresistenciaselctricas

Los principales sistemas que utilizan resistencias elctricas como fuente decalor son la "mordaza caliente" que produce una unin del tipo sello porpresin,aqu la temperaturaes controladadurante todoel procesoutilizandoresistenciaselctricasmontadasdentroofueradeunamordazaquesefabricade un buen conductor trmico, la temperatura es medida por un termoparconectadoastayelsuministrodecorrientecontroladoporalgninstrumentodecontrol,generalmenteunpirmetro

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6.2.5.4.Selladoporimpulsoelctrico

Otro sistema usado para este mismo tipo de sello es el denominado deimpulso"endondelatemperaturanopermanececonstanteenlamordaza,enrealidad sta no se calienta, en realidad el instrumento que sella es unaresistencia del tipo banda que slo es calentada en una porcin del tiempopequeadelciclodesellado.

Elselladoporimpulsopermiteremoverelcalorrpidamentedespusdequeelsellosehaproducidoteniendopresionesmayoressinflujodematerialfundidoproduciendounauninmasresistenteyunaaparienciamshomognea.

6.3.MAQUINASEMPACADORASDEFORMADO,LLENADOYSELLADO

6.3.1.Descripcingeneral

Elprocesodeempaquedealimentosesuna industriabienconsolidadaenelmercadodelosalimentos.Esdifcilconcebirlaindustriaalimenticiasinprocesofundamentalparalaconservacinylapresentacindelosproductos.

Poresta razn,existengrancantidaddeestndaresque regulanelempaquede alimentos. De la misma forma existen diferentes tipos de maquinasempacadoras en el mercado, diseo que depende generalmente del tipo deproductoquesedeseeempacarascomodelaindustriaenlacualvaateneraplicacin.

Engeneral, lasmaquinasempacadorasde formado, llenadoyselladoutilizanun material de material flexible (papel, pelcula o laminados depapel/pelcula/hoja metlica) que es transformada en un tubo, sella y llena aintervalosregulares,opliegaa los largoyselladeformaangular losplieguesparaformarunaseriedebolsitos(saquitos)quesonllenadosycerrados.

Lasmaquinasdelprimertipoformanbolsitasconambosextremosselladosporelcentrodeunacara,mientrasquelasdelsegundotipoproducesaquitoscontresocuatroextremossellados.Ladiferenciaentrelaoperacindelprimertipoy el TetraPack es que en el ultimo los sellados alternos son efectuados enngulosrectos,mientrasqueenlamaquinadebolsastofosestnenelmismoplano.3

3PAINE,Fran.Manualdelenvasadodealimentos

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6.3.2.Clasificacindelasmquinasempacadoras

Lamaquinadeformar, llenarysellarpuedeserconvenientementedivididaentrestipos,as:

1. Mquinasverticales,dondesedaformadetuboenunaseccincircularsobreuncuelloformador.

2. Mquinas horizontales, donde al material se le da forma de tubo deseccinrectangularatravsdeunacajaformadora.

3. Maquinas formadoras de saquitos, que pueden ser de dos tipos. Laprimerautilizaunasimplehojaplegadoraporlamitad,yluegosesellatransversalmente,mientrasquelasegundautilizadoshojasjuntasyquesellapor tres lados.Enamboscasos,despusdel llenadoel ladoquequedaesselladoparaformarelenvase.

6.3.2.1.Mquinasverticalesdeformado-llenado-sellado(f.f.s)

Lasmquinasf.f.sverticalesproducentrestiposdeenvase:

1). Envase con cabezal. Estos normalmente tienen una rebaba o selladosobrepuestoen labasedelpaqueteysellados transversalesacadaextremo.Lasaplicacionesmscomunessehacenenlosproductospreformadosslidosomultipaquetes.

2).Envasessaquitoosobres.Tienenunselladoderebabaporloscuatrolados(ocasionalmente solo tres). Las aplicaciones ms comunes sonen productospulverulentos o granulados (ej. Sopas instantneas, pur de papasinstantneo).

3). Envases en tiras. Consiste en dos capas de material selladas juntas quecontienen el producto entre ellas bolsitas individuales. Las aplicaciones mscomunessonlasfarmacuticas:pldoras,supositorios,cpsulas.

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Figura5.MaquinadeempaqueverticalModeloSUPERPACK1000C.C.CalorConstante.ElectromecnicasRodsan

Fuente:ElectromecnicasRodsan.http://www.electromecanicasrodsan.com.co

6.3.2.1.1.Secuenciadeoperacionesparaenvasesconcabezal

Lamayoradeestasmaquinasutilizaunapiezadeformacinparaconvertirentuboelmaterialplanodelabobina.Enlamayorademaquinasconsistemadesellado horizontal existe un mecanismo que dirige el sellado. Las pinzas desellado actan juntas en el sellado transversal y luego bajan tomando lacantidadnecesariadematerialdelabobina.Alfinaldeestepaso,seabrenlaspinzasyvuelvenalprincipiodelciclodecierreytiro.Elselladoverticalpuedeser por solape o sellado de rebaba, segn la presentacin y el material deenvasadoutilizado.

Hay otro sistema alternativo utilizado en algunas mquinas verticales debolsas con cabezal, por medio de un sellador horizontal fijo que operaconjuntamente con un alimento de film realizado por friccin. Aqu, elmecanismodeselladonooperaconmovimientosverticales:laspinzassoloseabrenycierranenunasecuenciadeterminadadetiempo.Lasrodillosflexiblestipogusanoconducenlapelculaplsticaporfriccincontraeltubodeformado.

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Tabla5.Ventajaseinconvenientesdelosdiferentestiposdebolsa

VENTAJASVENTAJASVENTAJASVENTAJAS INCONVENIENTESINCONVENIENTESINCONVENIENTESINCONVENIENTES

Paquetes almohadas o con cabezalPaquetes almohadas o con cabezalPaquetes almohadas o con cabezalPaquetes almohadas o con cabezal Gran gama de materiales, desde pelcula barata revestida y papeles a laminados complejos (sellado resistente); amplia gama de materiales plsticos (sellado por impulso). Maquinas relativamente simples y de costes de envasado relativamente bajos. Ajuste fcil para amplia gama de tamaos. Pueden manejar una amplia gama de polvos, granulados y productos de pequeo tamao, usando gran variedad de sistemas de alimentacin: llenadoras de tornillo, tazas de alimentacin volumtrica, pesadores. Ejecuciones de la maquina, desde baja produccin con maquina econmica de tubo simple (60pm) a alta produccin con mquinas de mltiples tubos (240 pm) Se tienen numerosas opciones para aplicaciones especiales (flujo de gasa, vaco, fondo de bolsa plisado simulado, etc) Buena relacin volumen de producto/tamao.

Llenado y sellado de paquete en el mismo lugar, de modo que los polvos finos pueden inferir en el sellado La mayora de maquinas son de movimiento intermitente, por lo que para altas producciones debe utilizarse una solucin de tubo mltiple ms compleja

Paquetes saquito o sobresPaquetes saquito o sobresPaquetes saquito o sobresPaquetes saquito o sobres Generalmente ms populares para la venta de pequeas cantidades de productos en polvo. Buena contencin de productos en polvo fino. Puede utilizar material de envase relativamente mas econmico y ciertos laminados

La relacin de tamao de envase/volumen del producto es pobre. Solo adecuado para envases planos, se excluyen productos voluminosos. Llenado y sellado de paquete en el mismo lugar, de modo que los polvos finos pueden inferir en el sellado

Fuente:Autores

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6.3.2.2.Mquinasempacadorashorizontalesf.f.s Tienenmuchoencomnconlasverticales.Aligualquelavertical,lahorizontalcombina las tresoperacionesseparadasde formadodelenvase, introduccindel producto y cerrado. El proceso tambin utiliza una o varias bobinas dematerialparaenvasar;ladiferenciaprincipalestribaenqueelmaterialestiradodelabobinaenunplanohorizontalendondetienenlugar lasoperacionesdedosificado y sellado. El estilo del envase puede dividirse en dos grupos. Losenvasesconcabezalsonvirtualmentesimilaresa losenvasesverticales.Lasaplicaciones horizontales mas comunes son para slidos individuales o enenvases mltiples (ej. Barras de caramelo, galletas). Los envases saquitonormalmente tienen tres o cuatro rebabas de sellado alrededor de losextremos. Su aplicacin esprcticamente la misma que la de la maquina desaquitos vertical: polvos y lquidos., ej. Sopa instantnea, pur de patatainstantneo,postresinstantneos,etc.

6.3.2.2.1.MquinasFlowpack

Deben su nombre a la forma como desarrollan el proceso de empaque delproducto:lamaquinacreauntubodeplsticopartiendodeunalminaflexibleyelproductoloatraviesahastaalcanzarunamordazaquedelimitaraelprincipioyelfinaldelpaquete.

Figura6.MaquinaFlowpackmodeloFP020TecnoPack(Italia)

Fuente:TecnopackItalia.http://www.tecnopack.com

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Desdeunejeportabobinaelmaterialflexiblequepuedeserpolipropileno,ounmaterialcomplejosegnlasexigencias,pasaatravsdeuntnelconformadory se suelda mediante unas ruedas de soldadura (si la bobina no esta biencentradarespectoalejedeavancedelproducto,tambineltuboqueseformatendr mas material por un lado que por el otro con problemas en fase desoldadura), a la vez que el producto a embalar viene empujado por unaspaletasdistanciadashastaalcanzareltubodeplsticoquesehaformado.

Siendo laspaletascoordinadasconelcierredeunamordazagiratoriapuestalongitudinalmenterespectoalavancedelfilm,elproductoquedaenvasadoenunpaquetedelimitadoalprincipioyalfinalporlaaccindelamordazayporellargoporlaaccindelasruedasdesoldadura.

Elprocesodeajusteprevalprincipioponerenfaseelempujedelaspaletasdondesecolocanlosproductosconelcierredelasmordazas.Una vez que se ha coordinado este movimiento, se regula la velocidad deavancedel filmsiendovalida la reglaquecuantoms rpidoelavance,maslargoelpaquetequeseobtiene.

Loultimoquehayqueajustareslavelocidadtangencialdelasmordazasconlavelocidad de avancedel film porque si el film es muy rpido y las mordazasms lentas el producto choca con lasmismas, mientras si las mordazas vanmsrpidasqueelavancedelfilmacabanrompindoloestirndolodemasiado.

Para esto hay una regulacin mecnica mediante un excntrico que permiteaceleraro ralentizar lavelocidadde lamordazaenelmomentode realizar lasoldadura.

Con la evolucin de la tecnologa las maquinas flow pack han introducido laelectrnica para el control de las operaciones permitiendo la regulacin detodoslosparmetrosantesdescritosdesdeunpaneldemandodigital.

Las mquinas mas sofisticadas equipadas con motores brushless permitenintroducirlasdimensionesdelpaqueteyellasmismasseajustanenbasealaprogramacin.

Otroelementobsicodelasmquinasflowpackeselcentradodelaimpresindel material de envolvimiento cuando esto tiene caractersticas graficasespecificas;paraestatareasecomplementalamaquinaconunafotoclulaqueleeunasmarcasnegrasqueelfabricantedelmaterialrealizaparadeterminarelprincipioyelfinaldelreadeimpresin.

Hoy en da se requiere tambin el marcaje de la fecha de fabricacin o decaducidad del producto y con este fin se instalan sobre las maquina unossistemasdemarcajeportransferenciatrmicaotambinsistemasdemarcajeporinyeccindetinta.

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Pararealizarunembalajemasescuadradoserecurreal"pliegueingles"queesundispositivoqueseinstalacercadelasmordazasyqueseintroduceantesdela soldadura para aumentar el doblaje del plstico en correspondencia de lamisma.

Losproductosmasindicadosaserembaladosconlasmaquinasflowpacksonde dimensiones no muy grandes, que requieren cadencias altas y loteshomogneos.

Un discurso especifico requiere el embalaje de productos alimentarios quenecesitan ser envasados en atmsfera controlada para aumentar la duracinenalternativaalenvasealvaci locualesposibleenciertotipodemaquinasflow pack equipadas para aumentar el tiempo de soldadura manteniendo latemperatura y la presin de las mordazas adecuadas a las velocidades defabricacinrequeridas.

6.3.2.3.Otrostiposdemquinasempacadoras

6.3.2.3.1.Mquinastermoconformadoras

Son centrales de vaco multietapa, robustas, de peso y tamao reducidos.Poseenungrancaudaldeaspiracin, loquelashaceidealesensistemasdevacocentralizados,dondeunasolacentralhadealimentaravariasventosas.Tambinsonutilizadasparala(evacuacindegrandesvolmenesenlatermo-conformacindeplsticosyenvasadoalvaco.

En la gama alta de la serie, existe la opcin de escoger la modificacinconstructiva conocida como (AO) quemejora el caudal aspiradoen un 20%manteniendo el mismo consumo. Esta opcin se utiliza cuando se ha decompensar fugas en el sistema, o cuando interesa un mnimo tiempo deevacuacinanivelesmediosdevaco.

6.3.2.3.2.MquinasBlister

Lafabricacindeenvaseplsticomoldeadoeseconmico,tilparapequeasy grandes producciones. El sistema consiste en colocar dentro de un marcouna lmina o film de plstico, darle calor y hacer vaco para que el plsticotome la forma de la pieza a envasar, el molde puede ser hecho en madera,yesooaluminio.Elvacoatraeelplsticocopiando las formasdelmolde, losmoldessepuedenhacerconunapiezaaenvasarpreparndolaparaestefin,puedeformarseenaltoybajorelieve.

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Sepuedenhacerdosmitadesconunbordeconcierreounacscaraypegarlaenunabasedecartnoplsticocondatosdelproducto.Laformapuedesercircular,cuadradaocualquierotra,elfondopuedeserplsticoopacoylatapatransparente,latapapuedeserimpresaytenerlainformacindelproducto,elplstico a utilizar polipropileno, polietileno PVC o cualquier otro, en unamaquina chica se pueden poner moldes en una rea de 600 X 400 Mm., lacantidaddependedelasmedidasindividuales.

6.3.2.3.3.MquinasSkinpack

En este sistema se utiliza el mismo equipo bsico que en el blister, pero elplsticoqueseutilizaessolopolietilenodebajadensidad.Lasoperacionessonsimilaresperoenlugardemoldearelplsticoconunaformaaproximadaalasde lapiezaaenvasar secarganen laplataformadeascensouna laminadecartncontodalainformacinygrficosquesedesee,secolocanlaspiezasyseactaigualqueconelblister.

Elplsticosecalienta,lamesasubeyelvacoabsorbeelplsticoyloacercaalproducto, el cartn tiene una cara con adhesivo del tipo hot-met, el articuloquedasujetofirmementealcartndebaseyesnecesarioparasacarloromperelcartnbasedebase,seacostumbrarealizaruntroqueladoconformadetrsdelarticuloparasimplificarsuextraccin.

Enelesquemaelsistemadeformadodelenvase,llenadoycerradoautomticoconstadelassiguientespartes:

A=RollodePVCB=FormadoradeBlisterC=LlenadoraD=RollodealuminioparacierreE=AplicadordecierreF=Guillotinadecorte

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6.6.SENSORESYACTUADORES:LACELDADECARGAYELMSCULONEUMATICO

Luegodeevaluar aspectos que tienen quever con losmtodosy formas desellado utilizado en la industria del empaque, se requiere evaluar los mediosquehacenposiblelaautomatizacindelprocesodeempaque.Losactuadoresylossensoressonpartefundamentalenelproceso.

6.6.1.Celdasdecarga

Una celda de carga es un transductor que convierte fuerza en una salidaelctricaquesepuedemedir.

Elprincipiobsicodeunaceldadecargaestabasadoenelfuncionamientodecuatrosensoresstraingauge,dispuestosenunaconfiguracinespecial.

Strain (tensin) es la cantidad de deformacin de un cuerpo debido a unafuerza aplicada. Ms especficamente, la tensin se define como el cambiofraccionarioenlongitud(EcuacinNo.1),segnlodemostradoenlafiguraNo.7.

Figura7.Descripcindetensin

Ecuacin1.Tensinenunaceldadecarga

LL

=

Fuente:http://www.omega.com/literature/transactions/volume3/strain.html

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Latensinpuedeserpositiva(extensible)onegativa(compresiva).Aunqueesadimensional, la tensinseexpresaavecesenunidades talescomo in./in.omm/mm.

6.6.1.1.Lagalgadetensin(straingauge)

Mientrasquehayvariosmtodosdemedirlatensin,elmscomnesconunagalgadetensin,undispositivoquesuresistenciaelctricavareenproporcincon la cantidad de tensin aplicada en el dispositivo. La galga msextensamenteusadaeslagalgadetensinmetlicaconsolidada.

Lagalgadetensinmetlicaconsisteenunfinoalambreo,mscomnmente,hoja metlica dispuesta en un patrn de rejilla (Figura 8). El patrn de rejillamaximiza lacantidaddealambremetlicouhojaconformea la tensinen ladireccinparalela.ElrearepresentativadelarejillasereducealmnimoparareducirelefectodelatensindelesquileoydelatensindePoisson.Larejillase enlaza a un forro fino, llamado el portador, que se une directamente alobjetodelaprueba.Porlotanto,latensinexperimentadaporelobjetodelapruebasetransfieredirectamentealagalgadetensin,querespondeconuncambiolinealenresistenciaelctrica.

Figura8.Galgadetensinmetlica

Fuente:www.omega.com/literature/transactions/volume3/strain.html

Esmuyimportantequelagalgadetensinestmontadacorrectamentesobreelobjetodelaprueba.Unparmetrofundamentaldelagalgadetensinessusensibilidadalatensin,expresadocuantitativamentecomoelfactordegalga

45

(GF).Sedefineelfactorde lagalgacomoelcocientedelcambiofraccionarioenresistenciaelctrica(R)alcambiofraccionarioenlalongitud(T)(tensin).ElfactordelagalgaserelacionaenlaecuacinNo.2.

Ecuacin2:Factordegalga

R

R

LLR

RGF

=

=

/

6.6.1.2.Medicindelatensin

Para medir la tensin requiere la medida exacta que se necesita para laaplicacin,sedebendetectarcambiosmuypequeosenresistencia.

Para medir tales cambios pequeos en resistencia, las galgas de tensin seutilizancasisiempreenunaconfiguracinpuenteconunafuentedeexcitacindevoltaje.ElpuentedeWheatstone,ilustradoenlafigura9,consisteencuatrobrazos de resistencias con un voltaje de la excitacin, VEX , que se aplica atravsdelpuente.

Figura9.PuentedeWheastone

46

Elvoltajedelpuente,VOdelasalida,sedefineporleecuacinNo3.

Ecuacin3.VoltajedesalidaenunpuentedeWheastone

EXO VRRR

RRRV

+

+=

21

2

43

3

Deestaecuacin,esevidentequecuandoR1/R2=R4/R3,elvoltajedesalidaVOsercero.Bajoestascondiciones,sedicequeelpuenteestabalanceado.Cualquiercambioenresistenciaencualquierbrazodelpuentedarlugaraunvoltajedesalidadistintoacero.Porlotanto,sisubstituimosR4porunagalgade tensin activa, cualquier cambio en la resistencia de la galga de tensindesequilibrarelpuenteyproducirunvoltajedistintoaceroenlasalida.

Deesaformaydeterminadoelvalordelasalidaparadeterminadastensionessepuederealizarunaescaladeequivalenciasvoltaje/peso,quevienedadaporelfabricante.

6.6.1.3.Clasificacindelasceldasdecarga

En la industria, es posible encontrar varios tipos de celdas de carga,diferencindose unas de otras bsicamente por el tipo de aplicacin en lascualessonutilizadas.(Figura10).

47

Figura10.Clasificacindelasceldasdecarga

Fuente:TECElectrnicaS.A.

6.6.2.Elmsculoneumtico

Elmsculoneumticoesunsistemademembranadecontraccinqueutilizaelmismoprincipioquelosmsculoshumanos.Elconceptosebasaenrecubriruntubo flexible completamente estanco con una malla formando rombos de unmaterialdefibrasindeformables(figura11).Elresultadoesunaretculadetresdimensiones.Siseaplicaairecomprimidoal tuboflexible,estesehinchay lamallasedeforma.Conellosegeneraunafuerzadetraccinenelsentidoaxialque fuerza al tubo a reducir su longitud a medida que aumenta la presininterna.

48

Figura11.MsculoneumticoMAS

Fuente:FESTO.http://www.festo.com.co

A comparacin con los cilindros convencionales, slo es posible hasta ciertopunto,debidoalainterdependenciaentrelafuerzayelrecorridoquepresentael Msculo Neumtico. El Msculo Neumtico MAS ofrece una excepcionalventajaencuantoalpeso,yaquesteesdetanslounadcimapartedeldeuncilindroconvencionaldelmismodimetro.Adems,aigualdaddedimetros,la fuerza que se genera por la contraccin del Msculo Neumtico es hastadiezvecessuperior.Porunaparte,esposiblehacermovimientosmuylentosyaqueelMsculoNeumticonoestsometidoarozamientos(efectostick-slipdelos cilindros convencionales); por otra, el rendimiento dinmico que puedeobtenerse es muy elevado. La amortiguacin de los finales de recorrido esinherentealsistema.Esposibleunposicionadosimpleconuncontrolsobrelapresin.

El suministro incluye msculos neumticos completamente montados conracoresenlosextremos.Elprogramainicialabarcadimetrosinterioresde10,20y40mm,con longitudesdehasta9000mm.Accesoriosdemontajeparasujecin de las piezas mviles al Msculo Neumtico, as como dearticulaciones,cabezasdertulayacoplamientosflexibles.

ElMsculoNeumticopresentatodaunaseriedecaractersticasinteresantes:Flexibilidad en el recorrido, muchas variantes de instalacin, sin desgastemecnico,insensiblealacontaminacin,resistenteaentornossucios,mnimoconsumodeairecomprimido,ascomounaestanqueidadabsolutayunagranfacilidad de transporte. Las reas de aplicacin abarcan desde usosindustrialesmvilesoestacionarioshastaaplicacionesdeconsumo.

49

6.7.CONCEPTODELDISEOASISTIDOPORCOMPUTADOR

ElsoftwareCAD(Computer-Aided-Drafting)tomaventajadelahabilidaddeloscomputadores para guardar, procesar, retener y analizar informacin. Undiseadordescribeeldiseopropuestoyluegolomuestraenelcomputador.Elsistemapermitealdiseadorverlamaquinapropuestapartiendodesdevariospuntosdevistaypermitindolerealizarcopiaseinclusoimprimirlas.

Adems,lasherramientasCADpuedenserutilizadasparacrearunageometramuy precisa en tres dimensiones (3-D), asignndole a cada elemento deldiseo ciertas caractersticas, eliminando la necesidad de construir unprototipo, aspecto que reduce el tiempo de conceptualizacin para laproduccin,mejorandolacompetitividad.

Los datos obtenidos a travs del diseo CAD pueden ser compartidos cOnotras tareas, incluyendo anlisis de elementos finitos (FEA) y Manufacturaintegrada por computador (CIM). CAD ofrece una variedad de posibilidades,cada una diseada para una necesidad diferente en ingeniera. Algunas deestasposibilidadesson:

Modelosentramados.Sonmodelosque representa laspartescomo linealesindicandolosbordesyloscontornosdelaspiezas.Superficiescurvaspuedentambinserrepresentadasporcontornos.

Creacin de modelos slidos. EL trmino modelo slido u objeto slidohacereferenciaaladescripcintridimensionaldeunaparteentrminosdeloscomponentesslidos. Puedesercreadomediante lacombinacindeformasgeomtricasprimitivas(ej.cilindros,esferas,cubos,etc).Eldiseadorintroduceelcomputadordimensionesylasrelacionesentreestosslidos,estableciendorestriccionesycondicionesalosensambles.

Construccindeoperaciones (booleanas).

Unavezcreados loselementosslidosdeunamaquina,esposibleestablecerrelacionesentreellosmedianteoperacionestalecomointersecciones,unionesycortes.Sepudeunirunobjetocon otro, determinar su interseccin y establecer planos de corte de losmismos.

Opcionesdevisualizacin.Unavezsetienelistoelmodelo,elsoftwareCADpermite su visualizacin desde diferentes puntos de vista. El paquete puedesuprimir lneas, establecer sombras, modelar el funcionamiento real de lamaquina,apartirdecondicionesinicialesestablecidas.7

7WILSON,Charles.ComputerIntegratedMachineDesign

50

7. DISEODELAMAQUINADOSIFICADORAYEMPACADORADEUCHUVADESHIDRATADA

7.1.ANLISISDELPROCESODEEMPAQUE

Para el anlisis y diseo de un sistema es necesario establecer las basestericasydefuncionamientodecadaunodeloselementosquevanaformarpartedelsistema.Acontinuacinseenuncianloselementosqueformanpartedel diseo, una introduccin sobre su funcionamiento y cada uno de lossubprocesosseabarcarondentrodel desarrollode lamaquinadosificadorayempacadoradeuchuvasdeshidratadas.

Deacuerdoconlasdisertacionesrealizadasconbaseenlosdiferentestiposdemaquinas existentes en el mercado as como su aplicacin, se opt pordesarrollar el diseo del proyecto tomando como base el principio defuncionamientodelasmquinasdeenvasadovertical,debidoentreotros,alosaspectosqueacontinuacinseenmarcan:

Generalizada utilizacin en el mercado que garantiza la viabilidad deldiseo.

Diseoprcticoparalaaplicacinpropuesta. El volumendeproduccinqueeste tipodediseoshadesarrolladoes

adecuadoconlaaplicacinqueserequiere. El sistema de sellado que se maneja es verstil ya que permite la

conformacindelabolsaapartirdeunrollodefilm.

Con el tipo de maquina seleccionado, y teniendo idea clara acerca de lasecuenciadeoperacionesquedesarrolla lamquina,seprocedea identificarcada uno de los mdulos que compone el proceso de empaque, los cualespermiten abordar el diseo de una forma metodolgica y secuencial. Losmdulos que componen la maquina dosificadora y empacadora de uchuvasdeshidratadasaparecenacontinuacin,ysedetallanenlasfiguras12y13.

Modulodemanejodeproducto

Modulodedosificacin

Modulodeempaque

Modulodeelctrico,electrnicoydecontrol

51

Enseccionesposterioresserealizaunadescripcindetalladadecadaunodeestosmdulos,dondeseestablecenfuncionesycomponentes.

7.2. REQUERIMIENTOS DE PRODUCCIN PARA LA MQUINADOSIFICADORAYEMPACADORADEUCHUVADESHIDRATADA

Una vez se ha tomado la decisin sobre tipo de diseo de mquina que sequieredesarrollar,ascomoeltipodeenvaseylapresentacinquesedeseaobteneralfinaldelprocesodeempaque,seprocedeconelprocesodediseodelosdiferentesmecanismosdeformaranpartedelamaquina.

Alcomienzodelprocesodediseosedebeconsiderarqueeltipodeproductoaempacar,elenvaseylamquinasonpartedeunsistemaintegrado.Deestaforma sedefinen losparmetros inicialesdediseoen tornoa loscualessecentraratodoeldesarrollodelproyecto.Dichosparmetrosconstituyenlapartemas importante del diseo, por lo cual no solo se deben definir claramentedesdeelprincipio,sinoquesedebentenerpresentesdurantetodoelproceso.

Pardesarrollarunamquinadelascaractersticasyamencionadas,sedebentenerencuentalossiguientesaspectos:

1. Lasfuncionesquevaarealizar.2. Velocidaddeproduccinrequerida.3. Tiempodefuncionamientodiario,semanalyanual.4. Caractersticadelproductoaempacar.5. Tipodepresentacinfinaldelabolsa.

Enconsecuenciasedefinenlossiguientesparmetrosinicialesparaeldiseo:

Presentacindelproducto:bolsasconrefuerzode50gr.deproducto.

Material de la bolsa: Laminado BOPP (Polietileno biorientado)coextrusinadomatemetalizado.8

Funcionamientodiariodelamquinaempacadora:8horas

Funcionamientosemanaldelamaquinaempacadora:6das

8VeranexoNo.2.Radiocifilm.Datosdeproducto

52

Volumendeproduccin:8000bolsas/da

VolumendeproduccinKilogramos/da:400Kg.

Volumendeproduccinkilogramos/hora:(50Kg/hora)(enpromedio)

Velocidaddeempaque:16bolsas/min.

Para laseleccindeestoscriteriosse tuvieronencuentavariosaspectos.Elprimero de ellos, el que tienen que ver con la presentacin del producto, serealizsuponiendoquelapresentacinrequeridainicialmenteporelclienteibaaserparadistribuirdosispersonalesdeproducto.

ParaelmaterialdelenvaseseseleccionelPolietilenobiorentado(BOPP)queofrece caractersticas de alta barrera, higiene, buena presentacin y facilidadparaelsellado.

Finalmente, en cuanto a la jornada de trabajo se estableci inicialmente unajornada laboral sencilla, esto para establecer un diseo que operara encondicioneslaboralesnormales.Luegodeestableceresteaspecto,seobservla velocidad de produccin estndar de diferentes fabricantes9, a partir de lacualseseleccionunavelocidadpromedioparalaproduccin,variableapartirde la cual se obtuvo el volumen de produccin diario.

9VerAnexoNo9.Fabricantesdemaquinasenvasadorasverticales.

53

Figu

ra

12

.

Fl

ujog

ram

at

cnic

ode

lo

sm

du

los

que

co

nfo

rma

n

la

m

aqu

ina

em

paca

dora

(P

arte

1)

54

Figu

ra

13

.

Fl

ujog

ram

a

t

cnic

o

de

lo

sm

du

los

que

co

nfo

rma

n

la

m

aqu

ina

e

mpa

cado

ra

(P

arte

2)

55

7.3.METODOLOGADEDISEOIMPLEMENTADA

El proceso de diseo de la mquina dosificadora y empacadora de uchuvadeshidratada, se plante como un proceso concurrente, empizale cual seiniciporel reconocimientodeunanecesidaden la industriaalimenticia.Estase presenta como la creciente necesidad de las pequeas y medianasempresas productoras de alimentos deshidratados de encontrar alternativaspara optimizar sus procesos de produccin y la calidad de sus productos,medianteherramientasdeautomatizacinqueestnasualcance.

Posteriormente se procedi a la formulacin de especificaciones quedeterminaron el enfoque del proyecto. A partir de estas especificaciones seempeza realizarunasntesis creativadeposibles soluciones, las cuales seobtuvieronapartirdelasdisertacionesydiferentes investigacionesrealizadasalrespecto.

Luego de seleccionar un punto de partida, una idea de la forma como seabordaelproceso,sepasaalprocesodediseopreliminar.Enestemomentoserealizanbosquejosydibujosquesintetizanlasideasanteriores,apartirdeloscualesseempiezana realizar losmodelosenunaherramientaCADparafinalmenteobtenerunmodelodeldiseofinaldelamaquina.

Este proceso concluye con el anlisis del modelo obtenido, lo cual permitedeterminar posibles cambios en el diseo, lo que convierte al proceso dediseodeingenieraenunprocesoconcurrente.Enlafigura14seresumeelflujo del proceso de diseo que se ha utilizado durante el desarrollo delproyecto.

56

Figura14.Procesodediseoutilizado

Fuente:Autores

57

7.4.DISEODELAESTRUCTURAMECNICA

7.4.1.Mdulodemanejodeproducto

7.4.1.1.Descripcingeneraldelmodulodemanejodeproducto

Elsistemademanejodeproductoestacompuestoporunatolvaderecepcinyalmacenamiento, la cual contiene el producto a empacar y una bandatransportadora, cuya funcin es preparar el producto para el proceso dedosificacin, esparcindolo uniformemente, para llevarlo a los canalesvibradores.Ver(figura15)

Figura15.Esquemageneraldelmodulodemanejodeproducto

Fuente:Autores

7.4.1.2.Autonomadelamaquina

Haciendo referenciaal apartado7.2.Endondeseenumeran los criteriosdeproduccindiariosparaeldiseodelamaquina,sehaestablecidoquelatolvade recepcin va a ser cargada cada hora con 50 Kg de producto. Este

Tolvaderecepcinyalmacenamiento

Bandatransportadora

58

parmetrosedefiniprincipalmenteporquelamanipulacinvolumentotaldelaproduccin diario es difcil y no se puede garantizar un flujo aceptable delmismoparaelprocesodeempaque.

Delamismamanera,laubicacindelatolvaeslamselevadadelamaquina,por lo cual el diseo de una estructura de tal magnitud exige el uso demateriales mas robustos y un diseo mas complejo lo que incrementara loscostosencuantoamaterialesyhorasdediseo.Enesascondicionestambinel acceso a la tolva para su recarga seria imposible para el operario. En talcaso se podra pensar en u un sistema de alimentacin automtico, el cual,paralosalcancespropuestosparaelproyectonoaplica.

7.4.1.3.Diseodelatolvaderecepcinyalmacenamiento

Latolvaderecepcinyalmacenamiento(Figura16)estdestinadaaldepsitoy canalizacin de la uchuva deshidratada, con la finalidad de brindar a lamaquinaautonomadetrabajo.

Lacapacidaddelatolvacomosedijoenelanteriorapartadoesde50Kg.deproducto,queequivalenalacantidaddeproductoqueseempacaduranteunahoradetrabajo,aproximadamente.

7.4.1.3.1.Dimensiones,formageomtricayvolumenrequeridoparalatolva

Los parmetros iniciales para determinar las dimensiones y el volumenrequeridodelatolvason:

Capacidadrequeridaparalatolva:50kg Pesoespecificodelauchuva:1.17gr/cm3

Apartirdeesosdatosycomounaaproximacinsedeterminanlossiguientesdatosbaseparaelclculodelatolva,quesepuedenobservarenlatablaNo.6..

59

Tabla6.Datosbaseparaelclculodelatolva

MagnitudMagnitudMagnitudMagnitud ValorValorValorValor

Volumen de la tolva ( m3)* 0.042731

Masa de uchuva cargada (Kg) 50.904

*ApartirdelpesoespecificoFuente:Autores

Figura16.Formageomtricadelatolvaderecepcinyalmacenamiento

Fuente:Autores

La forma de la tolva diseada tiene una geometra trapezoidal. Las placas oparedes de la misma tienen una forma y una inclinacin tal que permite lacanalizacindelflujodelproducto,paraquelabandasecarguegradualmenteynodeunaformaabrupta.

Paralaobtencindelvolumen,latolvasedivideenvariasformasgeomtricassimples,quesepuedenobservarenlafigura17,paralascualessehallansusvolmenesrespectivos, losquesesumanparaobtenerelvolumentotalde latolva.

60

Figura17.Geometrasqueconformanlatolvaderecepcinyalmacenamiento

Fuente:Autores

Laecuacin4permiteidentificarclaramentelaobtencindelvolumenparaunparaleleppedo(A1), cuatrotringulos(A2)ycuatropirmides,decuyasumaseobtieneelvolumentotalquetienelatolva:

Ecuacin4.Volumentotaldelatolva

321 44 VAVAVV AT ++=

+

+= hbBhbbBhbV mmmmmmT

22

2314

24

Por la forma geomtrica de la tolva se tienen en cuenta tres valores para elclculodesusdimensiones:Bm(basemayor),bm(basemenor)yh(altura).

Paraelclculosemantieneconstantelalongituddelabasemenor,bm=0.24m,queesdeterminadaporelanchode labanda transportadora,yseasumede

61

acuerdo al ancho mnimo normalizado de una banda segn el fabricanteKaumanS.A.(vermasadelantediseodebandatransportadora).Entoncesseasumeunaaltura(h)proporcionalalvolumendelatolvaapartirdelestimadodeproductoquesepretendequeestedispositivoalimentealabanda,paraasdeterminarel valordeBm (basemayor).Estaalturadebegarantizar facilidaddeaccesoaloperario.

Deestaformaseobtienenlasdiferentesdimensionesdelatolva,lascualesseresumenenlatablaNo7.

Tabla7.Dimensionesbasedelatolvaderecepcinyalmacenamiento

CotaCotaCotaCota

ValorValorValorValor

UnidadesUnidadesUnidadesUnidades

bm 0.24 m

H 0.35 m

73.3 grados

VT 0.042731 m3

Fuente:Autores

Conestosdatos,yreemplazandoenlaecuacinNo.4,seobtienelaecuacinNo.5.

Ecuacin5.RelacinparaobtenerelvalordeBm

0024971.0044.00208.0 2 =+ mm BB

Apartirdelacualseobtieneelvalordelacotafaltante:

mcmBm 47.0509961.46 =

62

7.4.1.3.2.Materialdelasplacasdelatolva

Las normativas propuestas por la FDA10 establecen que los materiales encontacto directo con el producto a empacar, en este caso productosalimenticios,debenserdeaceroinoxidable,paraevitarlacontaminacindelosproductosporefectosde la corrosindematerial. Esporesta raznquesedetermina que la construccin de la tolva debe llevarse a cabo en aceroinoxidableAustenticoAISI304.

Las propiedades bsicas de este los materiales establecen que los acerosinoxidablessonaleacionesdehierroconunmnimodeun10,5%decromo.

Suscaractersticasdeoxidacinnula, seobtienenmediante la formacindeunapelculaadherentee invisibledexidodecromo.Laaleacin304esunaceroinoxidableaustenticodeusogeneralconunaestructuracbicadecarascentradas. Es esencialmente no magntico en estado recocido y slo puedeendurecerseenfro.Subajocontenidoencarbonoconrespectoalaaleacin302otorgaunamejorresistenciaalacorrosinenestructurassoldadas.

En la tabla No. 8 se resumen sus propiedades ms relevantes del aceroinoxidableAustenticoAISI304.

Tabla8.Propiedadesdelosacerosinoxidables

PropiedadesFsicas Densidad(gcm-3) 7,93 PuntodeFusin(C) 1400-1455 PropiedadesMecnicas Alargamiento(%)

63

7.4.1.3.5.Seleccindelbastidorparalatolva

Unavezestablecidoelpesototaldelatolva,yteniendoencuentaqueelpesodelproductoreposaraensugranmayoraenlabanda,seprocedeaescogerelmaterialparaelbastidordesoporte.Elmaterialdelbastidordesoportede latolvadealimentacinesacero1020CR.

Laestructuradiseadaesdetipoperfil,conuncalibrede5mm(verfigura18).Esunaestructurarobusta,yaqueademsdesoportarlatotalidaddepesodela tolva y las vibraciones correspondientes a su funcionamiento, tambinsoporta parte del peso del producto, el cual se reparte entre el bastidor y labanda.Las uniones laterales se realizan a travs de rodamientos, los cualesfacilitan el accionar del msculo neumtico como sistema de vibracin de latolva.

Figura18.Detalledelbastidordesoportedelatolva

Fuente:Autores

64

7.4.1.3.6.Sistemadevibracindelatolva

Deacuerdoalaspropiedadesfsicasdelauchuvadeshidratadaanalizadasenapartados anteriores, se determin que este es un producto granulado, conciertogradodehumedady de forma irregular.Estas caractersticas llevanaconcluir de su manipulacin y en general el comportamiento del productodentrodelatolva,quepuedepresentarlaposibilidadquealasalidadelmismostequedeobstruido,yaqueelpropiomaterial sepuedeacumular formandounaespeciedearcodepuente.

Depresentarseestascondiciones,elproductopodraatascarseynoavanzar,porconsecuenciadelestrechamientodelaseccincnicadelatolva,dejandodetenidoelprocesodeempaque.

Para solucionar este problema suelen utilizarse elementos mecnicosconvencionales, tales como brazos oscilantes o cuerpos redondos orectangularesqueavanzanyretroceden,montadosexactamenteenlaszonasenlasqueseformanestospuentes.

Sin embargo, para dar solucin a este problema se implement un msculoneumtico, talcomoseindicaenlafigura19.La implementacindelmsculoneumtico causa vibracin en las paredes de la tolva. Estas vibracionesmantienenelmaterialagranelenmovimiento,raznporlacualstefluyeconmenorresistenciagarantizndoseunsuministroconstantedeproducto.

Figura19.Detalledisposicinmsculoneumticoparaelsistemadevibracindelatolva

Fuente:Autores

65

En esta aplicacin se utiliza un msculo neumtico corto (Figura 20, 21), dereferenciaDMSP1040NRMdeFESTO.Deacuerdoconsusespecificaciones,estemsculoeseldemenor longitudnominal,40mm,y tieneunafuerzaqueoscila entre los 0-630 N, adecuada para la aplicacin11, de acuerdo con losclculosrealizadosapartirdelpesodelmaterialydelatolva(verseccin9.3Calculodelpesodelasparedesdelatolva.).Lafrecuenciadevibracindelmsculoneumticoesde90Hz.

Figura20.ModelamientomsculoneumticoDMSP10de40mmconextremosprensados

Fuente:Autores.BasadosenCatlogoMUSCULONEUMATICOFESTO

11Vercatalogodereferencia.FESTO(Anexono.4)

66

Figura21.VistaexplosionadadelmodelodelMAS

Fuente:Autores.BasadosenCatlogoMUSCULONEUMATICOFESTO

7.4.1.4.Diseodelabandatransportadora

El siguiente componente del modulo de manejo de producto es la bandatransportadora.Estacumplelafuncindealimentarproductoaloscanalesdevibracin,almismotiempoquegarantizaquestesedistribuyaalolargodelamisma, con lo cual se elimina la posibilidad de la formacin de cmulos ogrumosdelproducto,hechoquefacilitaengranmaneraelprocesoposteriordedosificacin.

En el mercado existe una amplia variedad de fabricantes de bandas detransportadoras,queestablecencriteriosestndaresdediseo,loscualessetoman como base para el proceso de obtencin de las diferentes variablesnecesariasparaeldiseode labanda,comosonelcalculode tensiones, lapotenciarequeridaascomoelmaterialdelamisma.

Horquilla

Racord

Membrana

Acople

67

7.4.1.4.Parmetrosdebaseparaelclculodeloscomponentesdelabanda

Paraeldiseodelabandatransportadoraseprocedesegnunodelostantosmtodos estandarizados en la industria. Segn el fabricante de bandastransportadorasKaumanS.A.,lacapacidaddetransportedelabandadependebsicamentedelanchoylavelocidaddelabanda.

Otros factores que intervienen son: el ngulo de artesa, el ngulo de taludnatural del material, su densidad y la inclinacin del transporte, con lacorreccin que se estime por las posibles irregularidades en la carga delmaterial.

La base fundamental tomada para el clculo de la banda es la superficieocupadaporelmaterialsobrelabandaque,enfuncindelavelocidadarrojaelvolumentransportado(Figura22).

7.4.1.4.2.Dimensionesyvelocidaddelabanda

Se empieza por seleccionar el ancho de banda ms pequeo normalizadosegn la tabla No. 9.Esta dimensin tambin se toma segn el ancho de labocadesalidadelatolva.

Tabla9.Anchosnormalizadosdebandastransportadoras(KaumanS.A)

AAAANCHOS DE BANDAS NORMNCHOS DE BANDAS NORMNCHOS DE BANDAS NORMNCHOS DE BANDAS NORMALIZADOSALIZADOSALIZADOSALIZADOS

300 400 500 600 650 800 1.000 1.200 1.400 1.600 1.800 2.000 2.200

Fuente:CatalogoKaumanS.A.Cintastransportadorasyrodillos

Deacuerdoaestosparmetros,enanchodelabanda(B)esiguala300mm.Paso siguiente es el determinar la cantidad de producto que la banda debetransportarporunidaddetiempo(Q):

Q=50Kg/h=800gr/min

68

Alreaefectivaenelcualelproductovaasertransportado,estadefinidoporeldimetrodelabocadesalidadelatolva.Deestaforma,yteniendoencuentaque lo que se busca es que el producto salga completamente esparcido, secalculaelreatransversalrespectivaquetalcantidaddeproductoocupa.Paraelcasosetomaelproductoquetendriaquemoverenunminuto,800gr(Ao).Dichareaseobtieneconbaseen losdatosde laspropiedadesfsicasde lauchuva.

AO=879.76394cm2

Paraladimensindelreaqueocupaelmaterialatransportarporminuto,semantieneconstanteelancho,queesdeterminadopor labocadesalidade latolva(24cm).EntoncesalolargotalcantidadestaradistribuidaaunalongitudLAO:

LAO=36.6cm

Conestevalorseobtienelavelocidaddelabanda(VB):

s

cmcmV B 61.0min

6.36 ==

Lasdimensionesdelabandasonlassiguientes

LB=0.5m

BB=0.35m

VB=0.0061m/s

Donde,

LB=Largodelabanda

BB=Anchodelabanda

VB=Velocidaddelabanda

Lalongituddebandaseescogedetalmaneraquesepuedagarantizarquelabanda pueda alimentar mas cantidad que la requerida por minuto, por estaraznlabandaesde0.5mynode0.366mdelargo,comosehabacalculado.

69

Figura22.Flujogramadelprocedimientoparaelclculodebandastransportadoras

Fuente:KaumanConveyorBeltDesignManual.http://www.kauman.com

70

7.4.1.4.3.Pesomximodeproductoquesoportalabandacargada

Parahallarelpesomximoquesoportalabanda,seasumequelabandaestacompletamentecargada.Estoes,quelauchuvaseencuentraesparcidaensutotalidadalolargoyanchodelabanda.

Setienequeelreadelabanda(AB)es:AB=1750cm2

Conbaseenelrea transversalpromediode lauchuva,sedeterminaque lacantidadaproximadadeuchuvasdistribuidaenestareaesde1023uchuvas.Con este dato se establece que la masa en esta unidad de rea (MUB)correspondea:

MUB=1,584Kg

7.4.1.4.4.Materialdelabanda

ElmaterialdelabandaestahomologadosegnlasnormativasdelaFDAparalamanipulacindealimentos.AlgunosfabricantesdematerialquecumplenconestosrequerimientoscomoDunlop,KaumanS.A.,Siegling,entreotros.TodosconrepresentacinenColombia.

Deentrelosfabricantescitados,elfabricanteSiegling,seselecciondebidoasureconocimiento,porlafacilidaddeaccesoalainformacindesusproductosy por su representacin en el pas. Las caractersticas de labanda escogidahomologadaporlaFDA12,estncontenidasenlaTablaNo.9.

TablaNo9.Caractersticasdelmaterialdelabandaseleccionado.

CARACTERSTICA DETALLEReferencia E2/IU0/U2Materialdetejido UretanoEspesor 0.7mmPesodelabanda 0.7kg/m2

Fuente:CatalogoSiegling

12FDA,FoodDepartmentAdministration

71

Conestosdatosybasadosenlasmedidasdelabanda(A),setienequelamasadelamisma(MB)seobtieneapartirdelaecuacinNo6.

A=0.4m2(readelmaterialdelabanda)

Ecuacin6.Masadelabanda

Kgm

KgmM B 28.017.04.0

2

2

=

=

(3)

7.4.1.4.5.Clculodelapotenciadelmotordelabanda

Unavezseleccionadoelmaterialdelabanda,sepasaalaseleccindelmotor.Elprimeraspectoqueseabordaeselclculodelapotenciadelmismo.Paraelclculo de la potencia del motor de la banda, se deben tener en cuenta lossiguientesfactores:

Velocidaddelabanda Tensionesenlabanda Friccinentrelaspartesmvilesdelabanda(cilindros,rodamientos,

banda) Masadelabanda Masadelproductoesparcidoenlabanda Masadeproductodelatolvaencontactoconlabanda

De esta forma se procede a obtener algunos datos que determinan lascaractersticas finales del motor, que conforma el medio motriz de la bandatransportadora.

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7.4.1.4.5.1.Calculodelamasadeproductoporunidaddelongitud

Paraelclculodelamasadeproductoporunidaddelongitudseconsideralamasa de material distribuido a lo largo de la banda transportadora. Dada lacapacidadmximaentoneladasporhora,lamasadecargaporunidaddereaesdadaporlaecuacinNo.7.

Ecuacin7.Masaporunidaddelongitud

Q=0,278V

orQ=3,6V

Donde,

Q=masadeproductoporunidadderea

T=Capacidadmximaatransportarporhora(0.05T/h)V=velocidaddelabanda(0.0061m/s)Reemplazando los valores en la ecuacin No. 7, se obtiene la masa deproductoporunidadderea.

:

m

KgQ 27.20061.005.0278.0 ==

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7.4.1.4.5.2.Clculodelalongitudcorregida

Paracalcularlalongitudcorregidadelabandaesnecesarioajustarlongituddela banda aumentndole un parmetro, el cual es sugerido por el fabricanteKauman,yapareceenecuacinNo8.

Ecuacin8.Longitudcorregida

Lc=L+0.7

Donde,

L=Longitudescogidaparalabanda.

Lc=1.2m

7.4.1.4.5.3.Clculodelatensinnecesariaparamoverlabandadescargada.

Latensinnecesariaparamover labandadescargadasecalculaapartirdelpesodelaspartesmviles,elcoeficientedefriccinenlosrodillosdeapoyo,lalongitud, la inclinacin y la velocidad de la banda. Su valor en newtons (N),vienedadoporlaecuacinNo.9.

Ecuacin9.Tensinparamoverlabandadescargada

CXX LfGT = 8.9

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Donde:

Tx=tensinnecesariaparamoverlabandadescargada

G=Masadelaspartesmviles(Kg)fX=Coeficientedefriccindelabanda

Lc=Longituddelabandacorregida(m)

DeacuerdoalatablaNo.10,sacadadelcatalogodeKauman,segnelanchoescogido para la banda y asumiendo que el ciclo de funcionamiento de labanda es de tipo ligero, el peso de las partes mviles (G) corresponde a23.Kg/m.

TablaNo10.Masadelaspartesmviles.

MassofMovingParts(kg/m)BeltWidth(mm) Light Duty102mmIdlers

LightBelt

Medium Duty127mm IdlersModerateBelt

Heavy Duty152mmIdlersHeavyBelt

ExtraHeavyDuty152mm IdlersSteelCordBelt

300 23 22 30450 25 25 33600 29 36 45 49750 37 46 57 63900 45 55 70 791050 52 64 82 941200 63 71 95 1101350 70 82 107 1271500 91 121 1431650 100 132 1601800 144 1782100 168 2052200 177 219

Fuente:KaumanConveyorBeltDesignManual.http://www.kauman.com

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ParadeterminarelcoeficientederozamientofX ,setieneencuentael tipodecojinetesquesevanautilizarparaelmovimientode labanda.Conbaseenestaseleccin,seobservalatablaNo10.,decoeficientesdefriccinderodillosconrodamientos,seleccionandoelestadodelrodamientonormal.

Tabla10.CoeficientesdeFriccinenlosRodillos

TTTTIPO DE IPO DE IPO DE IPO DE CCCCOJINETEOJINETEOJINETEOJINETE EEEESTADOSTADOSTADOSTADO VVVVALOR DE FALOR DE FALOR DE FALOR DE F

Favorable 0,018

RodamientoRodamientoRodamientoRodamiento Normal 0,020

Desfavorable 0,023 0,030

FriccinFriccinFriccinFriccin 0,050

Fuente:KaumanConveyorBeltDesignManual.http://www.kauman.com

Reemplazandoenlaecuacin9losvalorescorrespondientes,seobtieneelvalordelatensinrequeridaparamoverlabandadescargada(Tx).

2.102.0238.9 =XT

NTX 409.5=

7.4.1.4.5.4. Clculo de la tensin necesaria para vencer las resistencias derozamientoalmovimientodelacarga.

Latensinnecesariaparavencerlasresistenciasderozamientoalmovimientode la carga (ecuacin 10) se calcula a partir de los mismos factores delapartadoanterior,conladiferenciadequenosloseconsiderarelpesodelacarga a transportar (Q) sino adems el peso del producto que esta sobre labandacanalizadoporlatolva.

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Ecuacin10.Tensinparavencerlaresistenciaalmovimiento

CUBOCYY FLfQT += 8.9Donde,

TY= tensin necesaria para vencer las resistencias de rozamiento almovimientodelacarga.

Q=masadecargaporunidadderea

fY=Coeficientedefriccindelabandaconcarga

Lc=Longituddelabandacorregida

FCUBO=Pesodelamasadeuchuvacanalizadaporlatolva

Lafuerza,FCUBO(Figura23)eslaquegeneratodoelproductoacumuladoenlatolva,elcualejerceunempujesobrelabandaelcualesdeterminanteparaelclculode lapotenciadelmotor. Parael clculodedichopeso,se tieneencuentaelpesoespecficodelauchuva.LaecuacinNo.11permiteelclculodelpesoqueejercelaporcindeproductomencionada.

Figura23.Detallemasaaproximadadeuchuvacanalizadaporlatolvasobrelabanda

Fuente: Autores

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Ecuacin11.Cargadelauchuvaenlabanda

gmF CUBOCUBO =

Donde, reemplazando 281.9 smg = , con KgmCUBO 58.23= , se obtiene

que NFCUBO 15.231= .Conestevalor,seobtieneevalordelatensinnecesariapara tensin necesaria para vencer las resistencias de rozamiento almovimientodelacarga(TY).

Nmm

Kgs

mTY 15.2317.1027.0)27.2(8.9 2 +=

NTY 17.232=

7.4.1.4.5.5.Clculodelatensinefectiva

La tensin efectiva (Te) es la suma de las dos tensiones obtenidasanteriormente,TXyTY(ecuacin12).

Ecuacin12.Tensinefectiva

xYe TTT +=

NNTe 409.517.232 +=

NTe 6.237=

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7.4.1.4.5.6.Clculodelapotenciadeaccionamiento

Lapotenciadeaccionamientodelsistemaseobtieneapartirdelproductodelatensintotalconlavelocidaddelabanda(Ecuacin13).ElvalordepotenciaP,eslapotenciamnimanecesariaparaelfuncionamientodelabanda,pormediodelmotor.

Ecuacin13.Potenciadeaccionamiento

VTP e =

Teniendolosvaloresparalatensinefectiva(Te)ylavelocidaddelabanda(V),sereemplazanenlaecuacin13.

Te=237.6N

V=0.0061m/s

WP 5.1=

hpW

hpWP 00201.074615.1 ==

El siguiente paso es calcular el valor de potencia corregida, el cual tiene encuentaunfactorcompensatoriodeseguridad.

Potenciacorregida=potenciacalculada+(factorcompensatoriodeseguridadxpotenciacalculada)

El factor compensatorio, se asume un 25%mas, debido adiversas variablesque intervienen en el funcionamiento del sistema, como las oscilaciones,choquesyjalonesquepuedatenerelmismo.Entonces,lapotenciacorregida(PC)es:

PC=PC+(25%xPC)PC=0.0025125Hp

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En resumen,paraelclculode lapotenciaenelsistemaoaccionamientosellevaronacabolospasosdetalladosenlafigura24.

Figura24.Flujogramaclculodelapotenciadelmotor

Fuente:KaumanConveyorBeltDesignManual.http://www.kauman.com

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7.4.1.4.5.7.Seleccindelmotor

Para la seleccin del motor, adems de la potencia de accionamiento delsistema, se debe tener en cuenta la velocidad lineal de la banda (V),quepermite determinar las revoluciones por minuto del motor. Esta relacinapareceenlaecuacinNo14.

Ecuacin14.Revolucionesporminutodelmotor

dV

n

=

pi

60

ConV=0.0061m/s,yd=0.0635m.

rpmrpmm

s

m

n 283.10635.0

600061.0=

=

pi

Donde,

V=velocidadlinealdelabanda,

d=dimetrodelrodillo(versiguienteseccin)Paralosvalorescalculados,seseleccionaunmotorreduc