PROYECTO INTEGRADOR

5/9/2018 PROYECTO INTEGRADOR - slidepdf.com

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2011-I

Integrantes: Santos DávCarlos

Chuquillanq

Merge, Tony Sección: C13 - 5 - B

Proyecto Integrador

Profesor: Ing. AlexandrePeralta S.

Fecha: 30 de Junio de 20

Proyecto Integrador – Procesador de alimentos



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INDICEINDICE

I. Introducción……………………………………..…………………....

…….3

II. Antecedentes y Planteamiento del problema ................................................4

A. Antecedentes………………………………………………….…………4B. Justificación del proyecto………………………………….…...………4C. Planteamiento del problema de diseño………………………………...4

III. Objetivos................................................................................................

...

A. Objetivos Generales……………………………………………………..5

B. Objetivos específicos………………………………………..................5

IV. Alcance ...................................................................................................5

V. Marcoteórico ...........................................................................................6



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VI. Desarrollo de la

solución..........................................................................7

A. Formulación del problema

………………………………………………8B. Proceso de solución

posible……………………………………………..9C. Fase de diseño

conceptual……………………………………………….9D. Evaluación económica: ……...............................................................9E. Evaluación técnica: (Simulación, detalle de cálculos, programación,

recursos necesarios, costos,etc….............................................................10

VII. Cronograma deactividades.......................................................................10

VIII. Conclusiones yrecomendaciones............................................................10

IX. Bibliografía y

colaboradores....................................................................10

X. Anexos:…………………………………………….………………….

……10

Introducción

Las mayores exigencias de competitividad y eficiencia

técnico-económica a las que se ve sometida la industria hoy en día,

han repercutido directamente en la evolución de los análisis de



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gestión para mejorar la producción y/o diseño en la industria;

buscando así disminuir los costos y aumentar las utilidades.Son muchos los esfuerzos que se vienen realizando hacia la

consecución de los objetivos, de aumento de beneficios, mejora de la

producción y éxito de nuestros diseños para un fin específico.

En este proyecto integrador se quiere poder alcanzar la

optimización de calidad del producto elaborado y

reducción de costos.

En este proyecto se hará un estudio técnico

económico ya sea de pérdidas o ganancias en la

operación de elaboración de productos alimenticios.

Al concluir este proyecto será presentado

previa aceptación del cliente, siendo indispensable que

todas las partes involucradas sean incluidas en el

proceso de llevar adelante el control para gestionar

los proyectos de manera correcta.

Por lo tanto creo que este proyecto es un paso

más hacia nuestra consolidación como profesionales, por tanto nos

permitirá resolver cualquier conflicto o divergencia que se exige enel mercado industrial.

II. Antecedentes y Planteamiento del problema:

A. Antecedentes:

• Sabemos que la papa es el cuarto alimento más utilizado para el consumo en

el mundo.• En el Perú habitan 3000 variedades de papa Mariva, que es una de las más

aptas para su procesamiento como hojuelas en el sector comercial.• Se tiene que generar mejor calidad de vida de los pobladores de

Huancavelica mediante un proyecto innovador, que será financiado por una

minera local.• Aprovechar los TLC que se firman con diversos países a la cuales se podrían

exportar.



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B. Planteamiento del problema de diseño:

Hoy en día la mayoría están firmando tratados de libre comercio, con el objetivo

de lograr la apertura comercial entre las naciones y detectar nuevasoportunidades de negocio.

Esto genera que existan mayores oportunidades de hacer negocio y nos conlleve

a poder lograr una mejor calidad de vida de la población.

Por ende nuestra consigna será diseñar un sistema que procese papa en pocotiempo por medio del pelado y tajado, generando el mínimo desperdicio con un

bajo consumo de energía, y garantizando la seguridad del operario.

• ¿A quién va dirigido?: Será dirigido a Hoteles, Restaurantes grandes, Casas

de banquetes y Colegios.

• ¿Para qué?: Para reducir el desperdicio y el tiempo empleado.

III. Objetivos:

A. General:

• Diseñar un sistema de lavado, pelado y corte de la papa en

hojuelas para una producción 5 tonelada diarias

B. Específico:

• Diseñar mecanismos con esquemas, dibujos, planos de partes y planos de ensamble,

etc. con dimensiones, ajustes y tolerancias.

• Seleccionar materiales.

• Seleccionar parámetros de funcionamiento: velocidad, temperatura, etc.

• Planificar detalladamente la fabricación (con diagrama PERT).

• Analizar y calcular costos de materiales, mano de obra, etc.



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IV. Alcance

• El proyecto consiste en procesar la papa Mariva y convertirla en hojuelas de papa

las que serán embolsadas y empacadas antes de su destino final en las diferentesregiones del país.

• Se requiere diseñar un sistema de lavado, pelado y corte de la papa en hojuelas para

una producción 5 tonelada diaria.

• Su propuesta debe ser innovadora y no debería ser una copia de lo que se tiene en el

mercado.

• Delimitar el proyecto (áreas, sistema, extensión, aplicabilidad etc.).

V. Marco Teórico

Sustentar teóricamente, con otros documentos, artículos, textos que describen la

situación pasada y actual del conocimiento sobre el problema de estudio, luego dehaber planteado el problema, objetivos, evaluado relevancia y factibilidad. (máximo

2 páginas).

A. Concepto teórico.

Proceso de elaboración de las hojuelas



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Este proceso de pelado por vapor consiste principalmente en el siguiente principio

de funcionamiento:

Después de la exposición de las patatas al vapor saturado en un depósito estanco, la presión se reduce con extrema rapidez. Como resultado, las pieles estallan de la

superficie de la patata. El sistema de pelado por vapor garantiza que cada patata es

sometida de forma uniforme al mismo tratamiento por vapor.De esta manera se consigue retirar las pieles eficazmente a la vez que con mínimas

pérdidas de producto útil. Además, los condensados son eliminados durante el

proceso de pelado, añadiendo calidad a dicho proceso.

Línea de lavado

Línea de cocido

Línea de corte

Línea de enfriamiento

Línea de clasificación y empaquetado

III. Desarrollo del problema:

A. Formulación del problema

Análisis de materiales seleccionados, elementos de Máquinas y planos de Diseño.

• Seleccionar el equipo a diseñar.

• Realizar los cálculos en indagaciones pertinentes en base a los parámetros establecidos

en cada equipo.



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• Seleccionar el material, modelar piezas a fabricar y ensamblar haciendo uso de los

elementos mecánicos y software.

• Preparar planos de ensamble y despiece.

Requerimientos de diseño:

• Diseño de un sistema de lavado, pelado y corte de la papa en hojuelas parauna producción 5 tonelada diaria.

Requerimientos de evaluación económica

• Presentar los procedimientos de una evaluación económica

• Presentar los procedimientos de la evaluación técnica: (simulación, detalle de

cálculos, programación, recursos necesarios, costos, etc.).

B. Proceso de soluciones posibles.

Luego de realizar el análisis exhaustivo del problema, se procederá de manera minuciosa ala búsqueda de soluciones del problema presentado. El primer paso fue la búsqueda de un

sistema de procesador de alimentos, como son diseños en catálogos de productos, revistas

técnicas.

A continuación las alternativas de solución al problema en cuestión:

• Transportadores + lavadora a chorro + pelado de papas a rodillos ásperos

• Transportadores + lavadora a chorro + pelado de papas a tambor giratorio

• Transportadores + lavadora a chorro + pelado de papas a vapor

C. Fase de diseño conceptual:

Los criterios utilizados para la decisión de la solución, serán descritos para su aplicación

específica de las tres alternativas de solución al problema.

El primer criterio es la operatividad. Se define por operatividad a la facilidad y

versatilidad que brinda la maquinaria para su fácil operación, por parte de la persona

encargada de hacerlo.



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El cuarto criterio es la Economía: Se define como economía al ahorro de los recursos

para obtener un precio económico mesurable en el proyecto relacionando costo/beneficios.Que los Repuestos sean nacionales para su fácil reparo.

El segundo criterio es seguridad. Se define por seguridad al conjunto de normas

procedimientos y prácticas que al cumplirlas, brindan al trabajador un ambiente propicio

para el cumplimiento de sus labores, evitando la presencia de condiciones inseguras y

cuidando la no ejecución de actos inseguros.

El tercer criterio es la mantenibilidad. Se define como mantenibilidad a la facilidad para

brindar mantenimiento o reparación a un equipo, sin incurrir en la utilización de largos

periodos de tiempo y con mínima participación de recursos.

La fase de diseño conceptual es una generación de ideas y que se evalúan estas mismas

mediante las alternativas de solución, con lo cual obtenemos la siguiente tabla para una

solución más óptima.

Puntajes obtenidos en la fase de diseño conceptual

Criterio Alternativa 1 Alternativa 2 Alternativa 3

Operatibidad 6 7 8

Economía 6 4 7

seguridad 6 5 7

Mantenibilidad

6 9 9

Promedio 6 6.7 8

Deficiente = 1, Regular = 2, Bueno = 3, Excelente = 4

La alternativa 3 es la que cumple con los más altos indicadores para eficaz desempeño de

las labores. Por lo tanto la solución adecuada es la prensa hidráulica con cuatro apoyos y

cilindro hidráulico móvil y sistema de regulación manual de altura de apoyos.

D. Análisis de procesos

Diagrama de Flujo



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FUNCIONAMIENTO MEDIBLE A DONDE QUIERO LLEGAR



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ELEMENTOS MECÁNICOS DEL PROCESO

1. SEPARADOR DE SÓLIDOS Y PELADO:



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Pensando en la eliminación de los materiales orgánicos sobrantes del proceso como

tierra, partículas de basura, etc, se diseñó un eficiente separador de sólidos que consta

de rodillo en malla perforada y bandeja recolectora de agua residual.

a) CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS:

Construidos en acero inoxidable.

Accionado por moto-reductor y cadena plástica.

Ruedas guías para el tambor rotatorio en politrón.

Patas con niveladores.

Bandeja colectora de agua.

2. CINTAS TRANSPORTADORAS:

Pensando en el proceso de transporte de papas orgánicas se diseño una estructura de

niveles en acero con fajas transportadoras.

a) CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS:

Estructura en perfil estructural de aluminio 40 x 80 (3 kg/m).

Correa en PVC rígido con tacos (alturas variables).

Guías laterales en aluminio. Altura ajustable.



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3. TRANSPORTADOR HELICOIDAL:

Determinación de fuerzas y momentos presentes en los rodillos peladores:

A. FUERZAS EN EL RODILLO 1.

Para el cálculo de las fuerzas en el rodillo 1, se debe tomar en cuenta el torque necesario

para pelar los chochos, las fuerzas y los torques que son generados por la catalina, esta

catalina está ubicada en el eje.



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Figura 1: Diagrama de Cuerpo Libre del rodillo # 01

Fuente: Propia

Como se puede observar en la figura, las fuerzas y el momento torsor de la catalina actúan

en el punto A del rodillo, corresponden a la fuerza Fr1 y al momento de la catalina M1.

Para el cálculo de la fuerza en los apoyos, se utiliza

La ecuación de singularidad para determinar la fuerza cortante se la obtendrá de la siguiente

expresión:

La expresión para determinar el momento flector es:

Así, aplicando las ecuaciones Ec. (2.41) y Ec. (2.42) para las funciones de singularidad de

fuerza cortante, momento flector, para el plano (y – x), se las determinan a continuación:

Las ecuaciones de singularidad de fuerza cortante, momento flector, para el plano (z – x),

son:

En donde la ecuación de singularidad para el momento torsor es:

Para el cálculo de factores de seguridad, se tomará al rodillo como un sub –ensamble,

dividiendo al rodillo en tres partes, las cuales se detallan a continuación:



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Figura2: Partes que conforman el rodillo:·

Alma del rodillo: Este es el eje en donde se soldarán las tapas laterales, y estas a su vez

serán soldadas, al cilindro hueco.

Tapas laterales: Estas están soldadas en el diámetro interior al alma del rodillo, y en el

diámetro externo al cilindro hueco.

Cilindro Hueco: Este es en el que está el recubrimiento de caucho.

B. CILINDRO HUECO:

Para el cilindro hueco se toma como punto crítico el punto medio de este, que es el que

soporta las cargas máximas. Es aquí donde se calculará los esfuerzos máximos de torsión y

flexión.

Para determinar el esfuerzo máximo a flexión se utilizará la siguiente expresión:

Donde:

Momento flector máximo es M en [N-m]

Módulo de la sección es I/C en [m³]Esfuerzo por flexión es en [Pa]

De acuerdo a esto se calcula el momento flector resultante, con la siguiente expresión:

Para el cálculo del módulo de inercia de la sección transversal, se utilizará la ecuación:

4. REBANADORA:



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Ruedas Rebanadoras:Existen en ventaRebanadas lisas: 0,8 a 50,8 mm (1/32 a 2").Rebanadas onduladas: 0,8 a 50,8 mm (1/32 a 2") de grosor con 4-2/3 ondas por cada 25,4mm (1") y con una profundidad de la ondulación de 1,6 mm (1/16").Las ruedas rebanadoras se pueden convertir para que hagan rebanadas onduladascambiando las cuchillas rectas por cuchillas onduladas. Además, para rebanar en forma

ondulada también se debe usar un filo diferente.

5. MOTORES

IV. CONCLUSIONES



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La metodología utilizada para el diseño de la prensa es la adecuada para la resolución

de los problemas de ingeniería.

La certificación de la validez de los modelos matemáticos aplicados, fue realizadamediante la aplicación de un programa de computación, a través de la simulación de los

efectos de las cargas a las que sería sometida cuando esté operativa la prensa hidráulica.

Como se menciona en el punto anterior, el diseño estaba sobredimensionado,comprobándose esto, luego de esta simulación.

Es importante el concepto de manejar adecuadamente los pasivos ambientales,mediante la reutilización de materiales, que han sido separados de su función original y

colocadas en espacios libres, los cuales pueden seguir siendo útiles en otras

aplicaciones.

V. Bibliografía

SHIGLEY JOSEPH E. & MISCHKE CHARLES R. Diseño en Ingeniería Mecánica.

Mc Graw Hill. Octava Edición. México 2008

A. Presentar los procedimientos de la evaluación técnica: (Simulación, detalle decálculos, programación, recursos necesarios, costos, etc



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Una vez ya establecidos los parámetros asumidos en nuestra fase de diseño conceptual

comienzo con el proceso de verificación, sometiendo mi diseño a un proceso de

verificación y certificación mediante cálculos de ingeniería para corroborar las medidas y

evitar el colapso del sistema cuando esté en funcionamiento.

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