Diseño y construcción de máquina para la producción de panela pulverizada
El presente proyecto muestra los resultados de la investigación titulada " Diseño y Construcción de Máquina para la Producción de Panela Pulverizada", desarrollado con el fin de automatizar el proceso de pulverización de la panela de las empresas productoras ubicadas en el área geográfica...
- Autores:
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Castellanos Hernández, Jonatan Fernando
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2019
- Institución:
- Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
- Repositorio:
- Repositorio UNAB
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- Acceso en línea:
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El presente proyecto muestra los resultados de la investigación titulada " Diseño y Construcción de Máquina para la Producción de Panela Pulverizada", desarrollado con el fin de automatizar el proceso de pulverización de la panela de las empresas productoras ubicadas en el área geográfica de la Hoya del Río Suárez, una zona acotada por los departamentos Boyacá y Santander, en donde el cultivo de caña de azúcar abarca 45,000 hectáreas aproximadamente, lo que la convierte en la principal región productora de Colombia. Con el proceso de automatización se propone optimizar la producción empírica actual, avanzando en variables como la eficiencia, el rendimiento mediante la implementación de mecanismos y herramientas tecnológicas que permitan tener un mayor control de cada una de las etapas con el fin de brindar mayores ventajas competitivas y garantizar una mejor calidad del producto final. |
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Con el proceso de automatización se propone optimizar la producción empírica actual, avanzando en variables como la eficiencia, el rendimiento mediante la implementación de mecanismos y herramientas tecnológicas que permitan tener un mayor control de cada una de las etapas con el fin de brindar mayores ventajas competitivas y garantizar una mejor calidad del producto final.INTRODUCCIÓN 14 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 15 1.1 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 15 1.2 PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN 15 2. JUSTIFICACIÓN 16 3. OBJETIVOS 17 3.1 OBJETIVO GENERAL 17 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 17 4. MARCO TEÓRICO. 18 4.1 ANTECEDENTES 18 4.1.1 ANÁLISIS DEL SECTOR 19 4.1.1.1 Datos Básicos. 19 4.1.1.2 Cobertura. 19 4.1.1.3 Empleo. 19 4.1.1.4 Ventajas sobre otros sectores. 20 4.1.1.5 Consumo. 20 4.1.1.6 Factores de demanda. 20 4.1.1.7 Perspectivas del Mercado de la panela. 21 4.1.1.8 Consumo de panela tradicional y pulverizada en Colombia. 22 4.2 ASPECTOS NORMATIVOS PARA LA PRODUCCIÓN DE PANELA EN COLOMBIA 24 4.2.1 Leyes y decretos. 24 4.2.2 Resoluciones 24 4.2.3 Partidas arancelarias. 25 4.2.4 Adecuación de áreas productivas según normas. 26 4.2.5 Normas de Calidad. 27 4.2.6 Ensayos. 28 4.3 ASPECTOS OPERATIVOS GENERALES DE LA PRODUCCIÓN DE PANELA EN COLOMBIA 29 4.3.1 Descripción. 29 4.3.2 Etapas 29 4.3.3 Diagrama de flujo. Transferencia de Masa y temperatura 39 5. VARIABLES OPERATIVAS DEL PROCESO DE PRODUCCIÓN 40 5.1 BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA 40 5.1.1 Balance de Masa 41 5.1.2 Balance de azucares 42 5.1.3 Balance de Energía. 43 5.1.4 El balance térmico de la hornilla. 44 5.2 ACTIVIDADES POR TIEMPO Y POR TIPO DE OPERACIÓN 45 5.3 VARIABLES DE INSTRUMENTACIÓN ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA. 49 5.3.1 Microcontrolador (Arduino) 49 5.3.4 HMI (Human Machine Interface). 49 5.3.5 Sensores de temperatura. 50 5.3.6 Sensores de Humedad. 50 5.3.7 Consumo de potencia. 50 5.4 ACTUADORES 50 5.4.1 Actuador Rotatorio. 51 6. VARIABLES DE DISEÑO PARA UNA MÁQUINA PULVERIZADORA DE PANELA. 52 6.1 PARÁMETROS DE CONTROL PARA LAS ETAPAS DE BATIDO, PULVERIZACIÓN Y CERNIDO. 52 6.1.1 Determinación de la velocidad del batido. 52 6.1.2 Determinación de los tiempos de batido para llegar al punto de panela. 54 6.1.3 Análisis de la influencia de la aceleración del cambio de temperatura del batidillo 57 6.1.4 Determinación de las características de operación para la etapa de Batido (motor, batidor, ventilador). 59 6.1.4.1 Determinación de las características del Motor. 59 6.1.4.3 Cálculo de la potencia del motor. 61 6.1.4.4 Cálculo del eje. 63 6.1.4.5 Dilatación Térmica 71 6.1.4.6 Sistema De Secado 72 6.1.4.7 Deshumidificador: 73 6.1.5 Determinación del tamaño de grano. 74 6.1.7 Determinación de la Humedad. 78 6.1.8 Determinación de la Densidad. 81 6.1.9 Determinación de la superficie de tamiz y la cantidad de material a tamizar. 82 6.1.10 Análisis del mejor método para moler el grumo. 82 6.2 METODOLOGÍA PARA EL DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DEL PROTOTIPO 83 6.2.1 Descripción de los componentes del sistema mecánico 84 6.2.4 Descripción del sistema SCADA para automatizar el sistema 95 6.2.5 Escalado 100 7. VALIDACIÓN DEL PROTOTIPO DE LA MAQUINA PULVERIZADORA DE PANELA 105 CONCLUSIONES 113 TRABAJO FUTURO 115 BIBLIOGRAFÍA 116PregradoThe present project shows the results of the qualified investigation " Design and Construction of Machine for Panela Pulverizada's Production ", developed in order to automate the process of pulverization of the panela of the producing companies located in the geographical area of the Pit of the Rio Suárez, a zone annotated by the departments Boyacá and Santander, where the culture of sugar cane includes 45,000 hectares approximately, which turns her into the principal producing region of Colombia. With the process of automation, it proposes to optimize the empirical current production, advancing in variables as the efficiency, the performance by means of the implementation of mechanisms and technological tools that allow to have a major control of each one of the stages in order to offer major competitive advantages and to guarantee a better quality of the final product.application/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 máquina para la producción de panela pulverizadaDesign and construction of a machine for the production of pulverized panelaIngeniero 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/TPAutomationDesignStagesProcessQualitySpraying machinePanelaMaquinaria procesadora de alimentosDiseño de máquinasAutomatizaciónDiseñoMaquina pulverizadoraEtapaProcesoCalidadBEER F. Mecánica de Materiales. Quinta Edición, McGraw Hill. México. 2010CARDOZA, K. (2014). Propuesta de norma técnica para la panela granulada y proceso para su elaboración y aprobación. Universidad de Piura. Área Departamental de Ingeniería Industrial y de Sistemas. Repositorio institucionalCASTELLANOS, O., Torres. L. M., y Flórez D.H. (2010). Agenda prospectiva de investigación y desarrollo tecnológico para la cadena productiva de la panela y su agroindustria en Colombia. Bogotá. Recuperado de: http://www.minagricultura.gov.co/archivos/cadena_productiva_panela.pdfCIMPA (2012), Convenio ICA-HOLANDA de Investigación y Divulgación para el mejoramiento de la Industria Panelera. Manual para la selección, montaje y operación de los equipos de molienda para la producción de panela. Barbosa. Santander.CONGRESO DE COLOMBIA (1990). LEY 40 DE 1990. “Por la cual se dictan normas para la protección y desarrollo de la producción de la panela y se establece la cuota de fomento panelero". FEDEPANELA. 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