Diseño y construcción de un prototipo automático dosificador de aminoácidos para la síntesis química de péptidos
El presente proyecto contiene el diseño y construcción de un prototipo que muestra la implementación de la automatización a un procedimiento que se realiza manualmente en el laboratorio de farmacología de la Universidad Autónoma de Bucaramanga. El objeto principal es facilitar el proceso de dosifica...
- Autores:
-
Oliveros Mantilla, Jesús Manuel
Villamizar García, Cesar Adrián
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2020
- Institución:
- Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
- Repositorio:
- Repositorio UNAB
- Idioma:
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- OAI Identifier:
- oai:repository.unab.edu.co:20.500.12749/12730
- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/20.500.12749/12730
- Palabra clave:
- Mechatronic
Pharmacology Laboratory
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El presente proyecto contiene el diseño y construcción de un prototipo que muestra la implementación de la automatización a un procedimiento que se realiza manualmente en el laboratorio de farmacología de la Universidad Autónoma de Bucaramanga. El objeto principal es facilitar el proceso de dosificación en el área farmacéutica, garantizando una alta precisión al momento del desarrollo de la síntesis química de péptidos. Se desglosa la idea de implementar un prototipo que supla las necesidades del técnico farmacéutico en el momento de la elección de un aminoácido y la cantidad necesaria. Para ello, se realiza un análisis de estructura, de programación y de elección de sensores. Se diseña una estructura mecánica original que cumpla y se adapte a las necesidades del laboratorio de farmacología tanto en la ejecución como en el ámbito de las normas de sanidad. Se elige cuidadosamente la celda de carga que sea capaz de tomar lecturas precisas y dentro del rango que exige el aminoácido. Mediante una sencilla interfaz humano-maquina se programa la interacción que tiene el operario con el proceso para que el prototipo ejecute la acción automáticamente. |
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El objeto principal es facilitar el proceso de dosificación en el área farmacéutica, garantizando una alta precisión al momento del desarrollo de la síntesis química de péptidos. Se desglosa la idea de implementar un prototipo que supla las necesidades del técnico farmacéutico en el momento de la elección de un aminoácido y la cantidad necesaria. Para ello, se realiza un análisis de estructura, de programación y de elección de sensores. Se diseña una estructura mecánica original que cumpla y se adapte a las necesidades del laboratorio de farmacología tanto en la ejecución como en el ámbito de las normas de sanidad. Se elige cuidadosamente la celda de carga que sea capaz de tomar lecturas precisas y dentro del rango que exige el aminoácido. Mediante una sencilla interfaz humano-maquina se programa la interacción que tiene el operario con el proceso para que el prototipo ejecute la acción automáticamente.1. INTRODUCCIÓN ....................................................................................................... 11 2. IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA .............................................................................................. 12 3. JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA ................................................................................................ 12 4. OBJETIVOS ................................................................................................................................. 13 4.1. OBJETIVO GENERAL ........................................................................................................... 13 4.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS .................................................................................................... 13 5. ESTADO DEL ARTE ..................................................................................................................... 14 5.1. Diseño y construcción de un dosificador electrónico para la desinfección y sanitización en la industria de alimentos. ......................................................................................................... 14 5.2. Diseño, modelado y simulación de una máquina dosificadora de alimento granulado para animales. ....................................................................................................................................... 14 5.3. Method and system for dosing a pharmaceutical sample in a packaging machine .......... 15 5.4. Diseño y construcción de una máquina mezcladora y dosificadora de barbotina. ........... 15 5.5. Diseño de una máquina empacadora, dosificadora y selladora de fundas para arroz ..... 15 5.6. Diseño de una máquina empacadora y dosificadora de productos pastosos ................... 16 6. MARCO TEÓRICO ....................................................................................................................... 17 6.1. PALABRAS CLAVE ............................................................................................................... 17 6.1.1. Prototipo automático ................................................................................................ 17 6.1.2. Dosificador ................................................................................................................ 17 6.1.3. Aminoácidos (RAE) .................................................................................................... 17 6.1.4. Síntesis: ...................................................................................................................... 17 6.1.5. Péptido ...................................................................................................................... 17 6.1.6. Mesh: ......................................................................................................................... 17 6.2. AMINOÁCIDOS .................................................................................................................. 17 6.3. DOSIFICADORES................................................................................................................. 18 6.3.1. Tolva: ......................................................................................................................... 19 6.3.2. Sistema dosificador ................................................................................................... 19 6.3.3. Tubo de descarga ...................................................................................................... 19 6.3.4. Clase de dosificadores ............................................................................................... 19 6.3.4.1. Dosificadores Volumétricos............................................................................... 20 6.3.4.2. Dosificadores de líquidos: ................................................................................. 20 6.3.4.3. Dosificadora de bomba ..................................................................................... 21 6.3.4.4. Dosificador por tornillo ..................................................................................... 21 6.3.4.5. Dosificador por peso: ........................................................................................ 22 7. METODOLOGÍA .......................................................................................................................... 23 8. MATERIAL DOSIFICADO ............................................................................................................. 25 8.1. Densidad del aminoácido .................................................................................................. 25 8.2. Diseño de experimentos ................................................................................................... 26 9. DISEÑO MECÁNICO ................................................................................................................... 28 9.1. Primera propuesta ............................................................................................................ 28 9.2. Segunda propuesta ........................................................................................................... 29 9.3. Primera adaptación ........................................................................................................... 29 9.4. Segunda adaptación .......................................................................................................... 30 9.5. Tercera adaptación............................................................................................................ 31 10. SENSORES Y ACTUADORES .................................................................................................... 32 10.1. Búsqueda ....................................................................................................................... 33 10.1.1. Motor vibratorio ........................................................................................................ 34 10.1.2. Servomotor ................................................................................................................ 34 10.1.3. Motor paso a paso ..................................................................................................... 34 10.1.4. Celda de carga ........................................................................................................... 35 10.1.5. Pantalla HMI .............................................................................................................. 35 10.2. Selección y cotización .................................................................................................... 36 11. Justificación del modelo CAD ................................................................................................ 39 12. DISEÑO ELECTRONICO ........................................................................................................... 41 12.1. Planos eléctricos. ........................................................................................................... 41 12.1.1. Celda de carga ........................................................................................................... 42 12.1.2. Motor paso a paso ..................................................................................................... 43 12.1.3. Motor vibrador .......................................................................................................... 43 12.1.4. Servomotor ................................................................................................................ 44 12.1.5. Pantalla HMI .............................................................................................................. 44 12.2. Circuito electrónico ....................................................................................................... 45 13. CONSTRUCCIÓN .................................................................................................................... 46 14. VERIFICACIÓN Y VALIDACIÓN ................................................................................................ 49 14.1. Pruebas del prototipo sin la pantalla HMI..................................................................... 49 14.2. Corrección de errores sin la pantalla HMI ..................................................................... 51 14.3. Pruebas del prototipo con pantalla HMI ....................................................................... 55 15. CONCLUSIONES ..................................................................................................................... 61 16. TRABAJOS A FUTURO Y RECOMENDACIONES ....................................................................... 62 17. BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................................ 63 18. ANEXOS ................................................................................................................................. 65 18.1. Planos ............................................................................................................................ 65 18.2. Manual de Usuario ........................................................................................................ 69 1. Descripción y funcionamiento ................................................................................................... 71 2. Componentes mecánicos .......................................................................................................... 71 2.1. Modelo CAD ...................................................................................................................... 71 3. Componentes electrónicos ....................................................................................................... 72 3.1. Celda de carga ................................................................................................................... 72 3.1.1. HX711 ........................................................................................................................ 73 3.1.2. Descripción de las características .............................................................................. 73 3.1.3. Conexiones ................................................................................................................ 74 3.2. Motor paso a paso ............................................................................................................. 75 3.2.1. DRV885 ...................................................................................................................... 75 3.2.2. Descripción de las características .............................................................................. 76 3.2.3. Conexiones ................................................................................................................ 76 3.3. Motor Vibrador ................................................................................................................. 77 3.3.1. Descripción de las características .............................................................................. 77 3.3.2. Conexiones ................................................................................................................ 78 3.4. Pantalla HMI ...................................................................................................................... 78 3.4.1. Ventanas de interfaz ..................................................................................................... 78 3.4.2. Descripción de las características .................................................................................. 81 3.4.3. Conexiones .................................................................................................................... 81 4. Circuito electrónico ................................................................................................................... 82 5. Recomendaciones ..................................................................................................................... 83PregradoThis paper presents a design and construction of a prototype that replace a manual process of the pharmacology university’s UNAB lab. The main object is to facilitate the dosing process in the pharmaceutical area. Ensuring high accuracy before the chemical synthesis operation of peptides. the pharmacology technician has to select the amino acid and also the amount the lab needs to dose. For this, the prototype needs to have the corrects sensors and actuators to be sure that the dosing would be correct. Also the design of the mechanical structure and electronic planes will be important in the development of the project.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 ColombiaDiseño y construcción de un prototipo automático dosificador de aminoácidos para la síntesis química de péptidosDesign and construction of an automatic amino acid dosing prototype for the chemical synthesis of peptidesIngeniero MecatrónicoUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería Mecatrónicainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPMechatronicPharmacology LaboratoryPeptidesChemical synthesisChemicalsPharmacistsAmino acidsPrototype developmentMecatrónicaQuímicosFarmacéuticosAminoácidosDesarrollo de prototiposLaboratorio de farmacologíaSíntesis químicaPéptidos[1] Nelson, D. 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