INFORME DISPENSADOR (1).docx

“Año de la lucha contra la corrupción y la impunidad” UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE INGENIERÍA I

Views 64 Downloads 0 File size 1MB

Report DMCA / Copyright

DOWNLOAD FILE

Recommend stories

Citation preview

“Año de la lucha contra la corrupción y la impunidad”

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL E.A.P.

INGENIERÍA INDUSTRIAL

CURSO

: AUTOMATIZACION INDUSTRIAL

PROFESOR

: ING. CIRO JAVIER MEJIA

TEMA

:

PROYECTO FINAL DISPENSADOR DE GELATINA

FECHA

:

28-02-2019

INTEGRANTES :

CANAHUIRI, JOSEPH

CICLO

COSME OSCUVILCA ELEAZAR

13170016

FLORES RIVAS MIRZA

13170021

JACOBI NORIEGA MARGARITA

13170184

LLACUASH INCA ROBINSON

13170188

:

VIII

Ciudad Universitaria, febrero del 2019

INDICE I. INTRODUCCIÓN II. OBJETIVOS III. FUNDAMENTO TEÓRICO IV. PROBLEMÁTICA DE TRABAJO V. PLANTEAMIENTO DE LA SOLUCIÓN 5.1. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA. 5.2. IMPORTANCIA Y JUSTIFICACIÓN DE LA SOLUCIÓN 5.3. DELIMITACIÓN DE LA SOLUCIÓN VI. IMPLEMENTACIÓN DE LA SOLUCIÓN 6.1. FABRICACIÓN DE LA ESTRUCTURA VII. COSTOS Y MATERIALES VIII. DISEÑO MECÁNICO (FOTOS SOLIDWORK) IX. DISEÑO ELECTRICO (SR.PROGRAMADOR) X. DISEÑO ELECTRONICO (MARGARITA) XI. SISTEMA DE LAZO CERRADO XII. DIAGRAMA DE OPERACIONES Y PROCESOS (DOP) (MARGARITA) XIII. PROGRAMACION DEL ARDUINO (SR.PROGRAMADOR) XIV. RESULTADOS XV. RECOMENDACIONES XVI. ERRORES EN EL PROCESO XVII. CONCLUSIONES XVIII. BIBLIOGRAFÍA

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

I.

INTRODUCCIÓN

El presente proyecto “Automatización del proceso de producción y comercialización de gelatina en un dispensador de gelatina”, surge de la necesidad en nuestro país como en otros países del tercer mundo de incentivar la producción automatizada de diversos productos de alimentos. En esta temporada la ola de calor en Lima se siente cada año más intensa es así que con nuestro proyecto buscamos ofrecer al público una opción mucho más rápida, comercializable y sana de alimentarse y refrescarse. Así mismo al conservar el producto de gelatina en polvo en solución de gelatina lista para congelar, permitiría disfrutar de este delicioso sabor en todas las épocas del año, además de poder beneficiarnos de sus nutrientes, dar una opción más para las loncheras escolares y por sobre todo un producto refrescante automatizado en Perú.

En nuestro país la riqueza de alimentos es enorme así con este proyecto buscamos fomentar la automatización de más productos en la rama alimentaria incluso autóctonos de nuestra tierra.

En la actualidad la mayor parte de la humanidad está interesada en llevar una mejor alimentación, por lo que busca productos cuyos ingredientes contengan vitaminas y minerales, al consumir gelatina las personas obtenemos colágeno el cual trae muchos beneficios a nuestro organismo. Además una opción de preparación de gelatina usando nuestro proyecto

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

sería la gelatina en polvo light en vez de la gelatina en polvo normal para el público que sufre de diabetes o que busca una dieta baja en calorías. Con estos antecedentes ponemos a consideración nuestro proyecto el mismo que lo hemos estructurado de diversos ángulos, lo que nos genera mucha seguridad en la viabilidad y éxito del mismo.

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

II.

OBJETIVOS

Objetivo general Diseñar, construir y automatizar una máquina que lleve a cabo la producción de gelatina.

Objetivos específicos  Investigar las partes que forman las máquinas dispensadoras.  Definir las características de diseño de los componentes o partes de la máquina a construir.  Seleccionar los materiales de acuerdo al diseño concebido.  Diseñar la estructura de la máquina y sus componentes o partes.  Estimar el costo final de la propuesta.  Construir la máquina dispensadora de gelatina.  Realizar las pruebas experimentales y las correcciones necesarias.

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

III.

FUNDAMENTO TEÓRICO

HISTORIA DE LA GELATINA

La elaboración de masas similares a la gelatina se remonta hasta los tiempos de los egipcios. Además, existen fuentes que documentan que en los banquetes de siglos pasados las especialidades de gelatina, como por ejemplo, la trucha o fruta en gelatina se consideraron platos especialmente exquisitos. 1682: El francés Papin informa sobre un proceso de cocinar en el que intentó obtener una masa gelatinosa a partir de huesos. 1700: Está documentado el uso de la palabra gelatina (latín: gelatus = tieso, helado) al menos hasta ese tiempo en el área lingüística europea. 1754: La primera patente en el sector de las colas se otorga en Inglaterra para la elaboración de una cola de carpinteros. El adhesivo natural cola se fabrica, entre otros, en base a la gelatina. 1871: Los importantes descubrimientos del médico inglés Leach Maddox logran el éxito decisivo en la fotografía. El médico desarrolló una placa seca con una capa de gelatina de bromuro de plata cuya sensibilidad se acerca a la de una placa húmeda habitual. Después de realizar más investigaciones, Charles Bennet presenta un procedimiento de placa seca satisfactorio. Gracias a la nueva técnica pueden reducirse sustancialmente, entre otros, los tiempos de exposición en la fotografía. 1875: Este año se considera como el decisivo en la fabricación moderna de la gelatina. Se crean pequeñas empresas que facilitan la producción industrial de la gelatina en mayores cantidades.

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

1950: La industria de la gelatina intensifica su desarrollo tecnológico y avanza de tal modo que llega hasta el actual excelente estándar en cuanto a producción y calidad de sus productos. 1974: Se funda la asociación europea de fabricantes de gelatina (GME, Gelatine Manufacturers of Europe) que defiende los intereses de los fabricantes de gelatina en Europa occidental. 2001: Un estudio internacional, patrocinado y encargado por la Comisión Europea en el año 1999 ha confirmado de nuevo que las directivas vigentes sobre la materia prima y procedimientos de fabricación garantizan una máxima seguridad al consumidor.1

ORIGEN DE LA GELATINA

La gelatina se fabrica mediante un sofisticado procedimiento que consta de varias fases. El material de partida es el tejido conjuntivo de cerdos, bueyes, aves o peces. En el animal, la gelatina no existe como componente, se la obtiene por hidrólisis parcial del colágeno, su precursor insoluble. En el colágeno, la unidad básica está formada por tres cadenas de polipéptidos, enrolladas en forma de hélice y estabilizadas por uniones intramoleculares. Esto hace que el colágeno exhiba propiedades mecánicas únicas y forme la estructura del tejido conectivo, piel y huesos de los animales.2 El proceso puede llevar a diferentes gelatinas dependiendo de las rupturas en las uniones intramoleculares. La materia prima requerida para su producción se obtiene de las curtiembres y mataderos.

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

EL COLÁGENO

Constituye un tercio de las proteínas de los vertebrados, está formada por una cadena de tres polipéptidos que a su vez se compone de 1000 aminoácidos unidos por enlaces de hidrógeno, formando una espiral muy apretada y las moléculas se empaquetan en fibrillas, y estas a su vez en fibras de mayor tamaño. Las cadenas tienen como uno de los aminoácidos abundantes a la glicina y también la prolina. La glicina se sitúa en uno de cada tres aminoácidos, aparece en los tendones, las moléculas adyacentes de colágeno se unen por enlaces covalentes que se sitúan de forma cruzada entre los aminoácidos vecinos y la lisina. En un vertebrado, el colágeno forma parte de los tendones que unen los músculos al hueso, están formados por hazes paralelos de fibras de colágeno muy resistentes y que no se estiran. Otras estructuras, en cambio, como el cuero, se forman por fibrillas de colágeno que originan una red de láminas imbricadas unas con otras. La cornea es una cubierta transparente formada por colágeno. Cuando el colágeno se hierve en agua, los polímeros se dispersan, dando lugar a cadenas más cortas originando así la gelatina.

EFICACIA DEL COLÁGENO

El término colágeno (del griego “kola”, que significa cola, y “egonomen” equivalente a producir) anteriormente sólo empleado en las esferas científicas especializadas, ahora es ya utilizado a nivel del gran público. Por consiguiente, es conveniente conocer bien esta proteína a fin de tener una clara idea de sus particularidades y posibilidades de aplicación.

1

http://gelatinacaricia.blogspot.com/2009/03/historia-de-la-gelatina.html

2

http://www.mundohelado.com/materiasprimas/estabilizantes/estabilizantes-gelatina.htm

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

Hasta la fecha, se han publicado numerosos estudios sobre el colágeno, pero los relativos a precisar sobre su participación en los mecanismos del envejecimiento han sido, ciertamente, los de mayor importancia para las investigaciones que se vienen acometiendo en el campo cosmético. La modificación de la estructura del colágeno en el transcurso del envejecimiento se manifiesta a nivel cutáneo por una pérdida de elasticidad, un menor hinchamiento de las capas subyacentes, lo que conduce al aspecto flácido y rugoso de las pieles ancianas. Esta constatación viene además acompañada de otras propiedades reveladas por los estudios fundamentales realizados sobre el colágeno. Su labilidad y el papel que desempeña en los fenómenos inflamatorios, por ejemplo, lo sitúan en primera línea de las sustancias biológicas disponibles.

EL COLÁGENO SOLUBLE Y SU OBTENCIÓN

El colágeno, en forma de fibras insolubles o agregados fibrosos, es la proteína constituyente principal de las capas intercelulares o tejidos conjuntivos fibrosos, los cuales son los mayores elementos estructurales en la anatomía de los vertebrados. Como ocurre con la proteína, el colágeno también se halla presente en abundancia en otras partes de los seres vivientes. Se sabe con certeza que el colágeno comprende entre el 30 y el 60% del contenido de proteína total de los mamíferos, y más del 30% del contenido total de la materia orgánica. Las localizaciones primarias de la proteína son en la piel, los huesos y los tendones, y en base seca, el lecho del corium de la piel (por ejemplo en la dermis), se halla constituido por un 90 a 95% de colágeno. No obstante, las fibras colágenas no se hallan exclusivamente confinadas en

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

dichas regiones, sino que también puede ser encontrado en cada tejido y órgano viviente. En Rusia, se demostró que los extractos de colágeno en soluciones de citrato ácido contenían una proteína natural, pudiendo ser reconstituida por diálisis para dar colágeno fibroso. Comercialmente, el colágeno soluble se obtiene de los tejidos conjuntivos por extracción mediante amortiguadores ácidos o por solubilización en el decurso de procesos alcalinos o enzimáticos. Los métodos de producción de colágeno ácido soluble se hallan basados en tónicas desarrolladas a fines investigativos, pero omitiendo de éstas algunas etapas purificativas y acentuando el carácter ácido de la operación, se logran niveles de producción muy aceptables.3 El colágeno (anhídrido de gelatina) se compone de monómeros de tropo-colágeno dispuestos en forma de fibrillas entrelazadas que se configuran en tres cadenas pépticas distintas. El número y el tipo de enlaces covalentes que se establecen entre estas cadenas aumentan con la edad del animal (el menor número en los animales más jóvenes). Estos enlaces influyen en las propiedades moleculares de la gelatina resultante. La distribución de pesos moleculares de la gelatina determina características como la dispersabilidad en agua, la viscosidad, la adherencia y la resistencia de los geles. Cuando la concentración relativa de moléculas de bajo peso molecular aumenta, se reduce la viscosidad y la resistencia de los geles. Este efecto usualmente se debe a la exposición del colágeno y la gelatina a temperaturas elevadas o a una elevada acidez o alcalinidad, aunque también puede influir la calidad de la materia prima y el tiempo de maceración en álcali. La gelatina es un derivado proteico albuminoide, a diferencia de las gomas naturales (con las que comparte algunas propiedades físicas) que son

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

polisacáridos, y por ello tienen una composición química completamente distinta.

EL COLÁGENO Y LA GELATINA

Desde el punto de vista químico, el colágeno y la gelatina están compuestos de largas cadenas de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos; los aminoácidos contiene grupos de funcionales ácidos y básicos. En la composición en aminoácidos del colágeno y de sus derivados, gelatina y cola, prácticamente no hay triptófano y las concentraciones de metionina, cistina y tirosina son muy bajas. Por esta razón, no es una proteína completa desde el punto de vista nutritivo ya que no aporta las necesidades totales de aminoácidos esenciales (los aminoácidos que no puede sintetizar el organismo en cantidades suficientes y deben ser aportados por la dieta). Sin embargo, si la gelatina se incluye en una dieta normal en conjunción con otras proteínas, puede en algunos casos incluso aumentar el valor biológico de la proteína añadida. En estos casos de combinación proteica la gelatina es una buena fuente de proteínas. Cuando se emplea un sustituto del azúcar con la gelatina, los postres obtenidos son muy adecuados para regímenes ya que requieren más calorías para ser digeridos de las que ellos mismos aportan (principio de la acción dinámica específica). La gelatina se emplea con frecuencia como agente terapéutico en casos de alimentación infantil y en pacientes con problemas digestivos, con úlceras pépticas, desordenes musculares y para favorecer el crecimiento de las uñas. A diferencia de otras proteínas, el colágeno tiene una gran riqueza de los aminoácidos prolina e

3

http://www.monografias.com/trabajos13/animal/animal.shtml

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

hidroxiprolina. La cantidad de esos aminoácidos es usualmente un índice de la cantidad de colágeno en una mezcla de proteínas.

MATERIAS PRIMAS

El colágeno constituye el 30% de toda materia orgánica del cuerpo de un animal, o el 60% de las proteínas totales del cuerpo, por lo cual es obvio que se pueden utilizar muchos tejidos como materia prima para la fabricación de gelatina. Los tejidos con las mayores cantidades de colágeno, que se pueden encontrar entre los subproductos son usualmente las pieles y los huesos. El resto de las materias primas solo se emplean en pequeñas cantidades. En contra de la opinión popular, los cuernos, los pelos, las plumas y las cáscaras de los huevos no se pueden emplear para fabricar gelatina. FABRICACIÓN

Primero se desengrasan y desmineralizan las materias primas; después se utilizan dos métodos de tratamiento previo distintos, en función de la materia prima utilizada y de la finalidad a la que se quiere destinar la gelatina, es decir, el método alcalino o el método ácido.

MÉTODO ALCALINO

El método alcalino consiste en tratar el tejido conjuntivo fuertemente reticulado de los bueyes con sosas durante un proceso que dura varias semanas. Después el tejido conjuntivo se lava y se extrae la gelatina en agua caliente, separándola así del resto de la materia prima. El tejido conjuntivo colágeno de la corteza de cerdo no está tan fuertemente reticulado. Para esta materia

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

prima se emplea el tratamiento con ácidos de un día de duración, seguido de la neutralización y el lavado intenso para eliminar las sales antes de poder separar la gelatina en agua caliente. Después de este tratamiento previo las materias primas se mezclan con agua caliente y se extraen en varias fases. De estas soluciones extraídas se separan los restos de grasa y fibras finas en separadores de alta potencia. La gelatina se pasa por filtros para eliminar incluso las impurezas más pequeñas. Durante la última fase de limpieza se libera la gelatina del calcio, sodio, restos de ácidos y otras sales. A continuación la solución de gelatina se concentra en evaporadores al vacío y se espesa hasta formar una masa de consistencia similar a la de la miel. En este proceso se forman los típicos fideos de gelatina, que después se molturan obteniendo un granulado. Los amplios controles de calidad aplicados durante todo el proceso de fabricación aseguran la calidad y pureza de la gelatina.4

4

http://www.quiminet.com/articulos/como-se-fabrica-la-gelatina-8804.htm

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

PRINCIPALES APLICACIONES DE LA GELATINA

Fuente: http://www.dspace.uce.edu.ec/bitstream/25000/566/1/T-UCE-0003-21.pdf

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

NUEVAS APLICACIONES DE LA GELATINA

La gelatina puede usarse para crear nuevos productos alimenticios de comida funcional. Los alimentos con gelatina, sean de sabor dulce o fuerte, son una fuente óptima de proteínas. Contienen los aminoácidos glicina y prolina en alta concentración que ejercen un efecto positivo sobre los huesos y las articulaciones. Adicionalmente la gelatina fortalece el tejido conjuntivo, proporciona brillo al cabello y fortalece las uñas. Además, mejora la hidratación cutánea y disminuye la profundidad de las arrugas.

LA GELATINA EN LA TERAPIA CON CÉLULAS MADRE

La implantación de células madre en el cuerpo humano es una oportunidad para eliminar las causas de enfermedades y de recuperar la salud. Cuando se cultivan células madre, siempre requerirán una superficie en la que puedan adherirse. Muchas veces se utilizan partículas de látex, poliestireno e incluso de vidrio. Las células madre se implantan junto con el material soporte adherente. Puesto que estos materiales no son biodegradables, pueden producirse efectos secundarios no deseados. La gelatina, siendo una materia auxiliar importante, puede emplearse para desarrollar la terapia de células madre. Es especialmente apropiada ya que su compatibilidad biológica es excelente y se degrada completamente en el cuerpo. Este nuevo método con gelatina es considerado un esencial progreso en la terapia de células madre. Los primeros éxitos se han visto ya en el tratamiento de pacientes de Parkinson.5

5

http://alimentostransgenicos-ivancho.blogspot.com/2010/10/materia-prima-de-la-gelatina.html

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

EL VALOR PROTEICO DE LA GELATINA

La gelatina contiene hasta 9 de los aminoácidos considerados esenciales para el hombre:

Fuente: http://www.dspace.uce.edu.ec/bitstream/25000/566/1/T-UCE-0003-21.pdf

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

En la dieta diaria el contenido en aminoácidos de la gelatina no tiene relativa importancia dado que la ingesta de gelatina suele producirse de forma simultánea con otras proteínas como son, por ejemplo, las presentes en carne, patatas y cereales. La gelatina, por tanto, es idónea para complementar e incrementar el contenido de aminoácidos de otras fuentes de proteínas. Por otra parte, cabe destacar que parece ejercer un efecto altamente beneficioso en el rendimiento de los atletas, dado que contiene lisina, aminoácido de gran importancia para el desarrollo muscular, y arginina, un precursor de la creatina que resulta vital para garantizar un correcto metabolismo de la energía en las células musculares.

EL PAPEL DE LA GELATINA COMO SUSTITUTIVO DE LAS GRASAS

En la sociedad contemporánea, la dieta habitual del ser humano es demasiado calórica y supone un aporte energético excesivo. No debe extrañarnos, así pues, que la demanda de productos con bajo o nulo contenido en grasas haya aumentado notablemente en los últimos tiempos. Este fenómeno social plantea un dilema de difícil resolución cuando llega el momento de diseñar nuevos productos alimentarios, dado que las materias grasas constituyen un potenciador del sabor de gran eficacia en todo tipo de platos. A la vista de estos razonamientos, convendremos en que las cualidades organolépticas de la gelatina adquieren especial relieve. El punto de fusión de la gelatina se halla muy próximo a la temperatura corporal del hombre, por lo que, al fundirse, ofrece una rapidez y textura untuosa muy superiores a las que permitirían otros productos sustitutivos de las grasas. Empleando gelatina en lugar de las materias grasas tradicionales, por tanto, podremos reducir el contenido energético de los alimentos sin coartar su sabor.

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

LAS PROPIEDADES DIETÉTICAS DE LA GELATINA

Un buen número de las afecciones que sufrimos los habitantes de los países industrializados están causadas por una nutrición deficiente y por una ingesta calórica desproporcionada. Alrededor de un tercio de la población del mundo desarrollado presenta sobrepeso, problema que produce hipertensión arterial, diabetes, trastornos en el metabolismo de las grasas y gota. El exceso de peso adquiere también un papel significativo en el desarrollo de la arterioesclerosis y todo tipo de cardiopatías. La gelatina constituye un elemento auxiliar adecuado para toda clase de dietas de adelgazamiento, ya que posibilita la elaboración de platos muy completos desde el punto de vista nutricional pero, a la vez, con bajo contenido calórico. La gelatina, en efecto, contiene un 0% de grasas, azúcares y colesterol, y presenta un gran poder de retención de líquido; esta propiedad hace que contribuya a generar sensación de saciedad después de comer y la convierte en una alternativa apropiada a los aglutinantes de contenido calórico elevado, como la crema de leche, la yema de huevo y los almidones. La gelatina puede intervenir así mismo en la preparación de regímenes variados y completos para enfermos y convalecientes. Al ser un ingrediente altamente nutritivo y de fácil asimilación, puede incorporarse en la composición de numerosos alimentos líquidos de rápida absorción y agradable sabor.6

6 http://www.gelatinasanchodeborja.com/gelatinaysalud.htm

7 COSTALES, Gavilanes Bolívar, Diseño, Elaboración y Evaluación de Proyectos, Lascano Editorial, Segunda Edición, Quito 2002, pág. 49

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

IV.

PROBLEMÁTICA DE TRABAJO

La necesidad del proyecto que se propone surge a partir de la necesidad de tener una opción de alimento nutritivo que a su vez sea refrescante para la temporada y las intensas olas de calor de Lima. Para las amas de casa que buscan postres saludables y caseros les resulta complicada la preparación de gelatina en cuanto a tiempo. Resulta poco eficiente el mezclar la solución y verterlas en vasos manualmente, una por una, cada vez que se desee una porción de gelatina.

V.

PLANTEAMIENTO DE LA SOLUCIÓN

El problema se soluciona con la máquina capaz de mezclar el agua hervida y gelatina en polvo, para luego proceder a verter la solución en vasos de forma automática, sin necesidad de que un operario esté presente realizando cada acción. En el mercado se pueden encontrar muchos modelos de teteras, ollas y cubiertos necesarios para el proceso de preparación de la gelatina; una de las desventajas es que la preparación es manual y más lenta con respecto a una preparación automatizada. Por otro lado, ya existen en el mercado gelatinas listas para el consumo que se puede comprar en un supermercado, bodega o a un vendedor ambulante, sin embargo no se sabe cómo han sido preparadas, incluso suponiendo que se hayan preparado con agua bien hervida, no se sabe si se tuvo el higiene adecuado en la preparación o si no se le agregó algún químico en exceso o adicional a la preparación a fin de que el producto final se conserve mejor.

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

5.1.

FORMULACIÓN DEL PROBLEMA:

La preparación de la gelatina es una práctica casera y muy conocida en el hogar. Consiste en una serie de pasos para lograr el producto final lista para el consumo humano. Por otro lado las olas de calor en nuestra ciudad cada vez son más intensas y se tiene la sociedad de tener a la mano un producto nutritivo, refrescante y rápido de preparar.

5.2.

IMPORTANCIA Y JUSTIFICACIÓN DE LA SOLUCIÓN:

En el caso de la gelatina específicamente, es importante conocer que contiene colágeno, el cual es muy nutritivo. Por ello la importancia del consumo de gelatina adecuado para esta temporada de verano:  El primer paso es la etapa de hervir el agua. Consiste en calentar el agua con una resistencia hasta su ebullición. En el envase del agua un sensor mandará la señal de que el agua tenga la temperatura adecuada para pasar al siguiente proceso.  El próximo paso es el vaciado de soluto y agua hervida. Consiste en la apertura de válvulas de cada envase, primero el envase de la gelatina en polvo y luego el agua hervida.  El tercer paso es el mezclado. Después de que se viertan la gelatina y el agua en un envase común se mezclará la solución con ayuda de una cuchilla de licuadora la cual girará automáticamente gracias a un motor.  Finalmente el último paso es el dispensar la solución en cada envase conforme vaya avanzando la faja transportadora previa señal del

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

sensor encargado de detectar cuando los vasos se encuentren ubicados en la posición adecuada.

5.3.

DELIMITACIÓN DE LA SOLUCIÓN:

La delimitación de la solución de este proyecto es el estudio, diseño, investigación y construcción de una dispensadora de gelatina, automatizada por un sistema de Arduino UNO que permita optimizar el tiempo y los recursos de mano de obra para la preparación de gelatina.

VI.

IMPLEMENTACIÓN DE LA SOLUCIÓN

6.1.

FABRICACIÓN DE LA ESTRUCTURA

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

VII. COSTOS Y MATERIALES Materiales Madera Cortes de tapas Tubos Válvula Faja Tubo gordo Soldimix Ángulos Teflón Cinta negra Pegador negro Total

Costos(S/.) 7 15 5 25 50 6 20 15 1 6.50 8.50 152

VIII. DISEÑO MECÁNICO

Diseño mecánico del dispensador de gelatina (Solidwork) AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

Plano de Ensamble del dispensador de gelatina (Solidwork)

Plano de Explosión del dispensador de gelatina (Solidwork)

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

IX.

DISEÑO ELECTRICO

Diseño eléctrico del del dispensador de gelatina (Proteus)

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

X.

DISEÑO ELECTRONICO

Diseño electronico del dispensador de gelatina

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

XI.

EL SISTEMA DE LAZO CERRADO

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

XII.

DIAGRAMA DE OPERACIONES Y PROCESOS (DOP)

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

XIII. PROGRAMACION ARDUINO

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

XIV. RESULTADOS

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

XV. RECOMENDACIONES

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

XVI. ERRORES EN EL PROCESO La idea surgió porque un compañero un día trajo una lata de gaseosa y no sabíamos dónde botarla porque en la facultad no existen depósitos para latas ni maderas, entonces quisimos empezar a reciclar las latas y se nos ocurrió el hecho de elaborar una compactadora de latas como proyecto del curso de automatización. Al inicio no tuvimos muchas ideas solo algunas de las cuales nos brindaron en el CEMA (válvulas, paso de aire, corriente, etc.) términos no tan vistos en cursos anteriores. Por lo que decidimos indagar más sobre el proceso hasta que llegó el momento de poco a poco ir comprando los materiales. No nos fue tan bien puesto que la primera vez compramos Válvula 24 AC (corriente alterna) pero mejor es la DC (Corriente continua) e igualmente averiguamos sobre el cilindro de doble efecto, la fuerza con que se puede presionar una lata. Luego llego el momento de centrar el cilindro de doble efecto con la colocación de la lata; para ello conseguimos cortar un tubo para que sirva de apoyo de la lata en su posible caída (para la cual realizamos una rampa de caída con un poco más del largo de una lata). Después tenía poca estética, por lo que decidimos pintarlo. Luego comenzamos con el arduino teníamos la idea de cómo detener las latas necesitábamos algo no tan pesado pero con funcionamiento de 90° por lo que usamos un servomotor. Luego observamos que el arduino trabajaba con 5V y tratamos de convertir lo que nos daba la fuente de 24V a solo 5V. Con esas ideas después quisimos implementar el botón de Star y Emergencia; por lo que lo pusimos mediante un protoboard con una resistencia como Pin de ingreso en el arduino. Después por precaución y que no pase la corriente de 24 V directamente de la fuente al sistema pusimos un SWITCH el cual no permite el paso directo y mediante un ON,OFF poder controlarlo.

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

Los errores fueron los siguientes: 1. El diámetro era un poco más ancha que la de la lata pero se puedo controlar. 2. El ancho de la caída de la lata era un poco ancha. 3. El hueco por donde caía la lata fue variando poco a poco. 4. La presión del CEMA es muy variable (8 bar como mínimo lo contrae). 5. No caía exactamente en el centro, por lo que a veces comprimía mejor que otras veces. 6. Cuando ya cerramos todo con cajas y eso no podíamos volver a cargar el arduino y no pudimos arreglar la falla de un botón pero se pudo controlar 7. Para tener mayor consistencia en la parte posterior, donde comprimía las latas, tratamos de poner apoyos puesto que las primeras pruebas se notó poca resistencia 8. Para una mayor firmeza del tubo, donde se apoyaba la lata que caía de la rampa, se decidió colocar dos tablas para el soporte horizontal. 9. En tubo en un principio tenía entraba y salida, pero la salida nos impedía el retorno del pistón por lo que se decidió retirarlo.

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

XVII. CONCLUSIONES

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

XVIII. BIBLIOGRAFÍA 

Alford Bangs, MANUAL DE LA PRODUCCION. (1996). Uteha Noriega Editores, Barcelona España.  Diana Celi y Narcisa Zambrano de Lecaro. (2015). El universo. Obtenido de http://www.eluniverso.com/vida-estilo/2015/07/15/nota/5018914/gelatinamas-quecolor-sabor  La gelatina más que color y sabor. (2015). El Universo, pág. 1.  Perez, M. C. (2009). Taxonomía. Puerto Rico: Universidad de Puerto Rico.

LINKS: http://levapan.ejecom.com/site.php?content=111-gelatina-gelhada http://levapan.ejecom.com/site.php?content=6-historia http://www.gelatinasanchodeborja.com/gelatinaysalud.htm http://www.mundohelado.com/materiasprimas/estabilizantes/estabilizantesgelatina.htm http://www.quiminet.com/articulos/como-se-fabrica-la-gelatina-8804.htm

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL