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    UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATO

    FACULTAD DE INGENIERA CIVIL Y MECNICA

    CARRERA DE INGENIERA MECNICA

    TRABAJO ESTRUCTURADO DE MANERA

    O A A O C O G O

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    INDEPENDIENTE PREVIO A LA OBTENCIN DEL TTULO DE INGENIERO

    APROBACIN DEL TUTOR

    CERTIFICACIN

    En mi calidad de director de tesis de grado, previo a la obtencin del Ttulo de

    Ingeniero Mecnico, con el Tema; ESTUDIO Y MEJORAMIENTO DEL

    PROCESO MANUAL DE TOSTADO DEL HABA Y SU INCIDENCIA EN EL

    TIEMPO DE OBTENCIN DEL PRODUCTO TERMINADO, PARA LA

    EMPRESA GRANOFA CA. LTDA. Realizado por el Sr. Alex Omar Heredia Tipn,

    egresado de la Facultad de Ingeniera Civil y Mecnica de la Universidad Tcnica de

    Ambato.

    Certifico:

    Que la presente tesis es original de su autor

    Ha sido revisada en cada uno de sus captulos

    E l id d i l i di

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    DECLARACIN DE AUTENTICIDAD

    Yo, Alex Omar Heredia Tipn, expreso que el tema, objetivos, conclusiones,

    recomendaciones, anlisis de los resultados y la propuesta, con excepcin de

    conceptos y definiciones en la presente investigacin, previo la obtencin del Ttulo

    de Ingeniero Mecnico son absolutamente originales, autnticos y personales.

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    DEDICATORIA

    A la virgen y a Dios por mantenerme consalud y permitirme culminar con una etapa

    de mi vida tan anhelada, con mucho cario

    a mis padres por su apoyo incondicional en

    los buenos y malos momentos y por saber

    i j

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    AGRADECIMIENTO

    A todas las personas e instituciones que

    de una u otra forma pusieron su granito

    de arena para la culminacin de este

    proyecto, a mis padres por saber

    apoyarme a pesar de los momentos

    malos que a veces han pasado conmigo,

    a mi tutor Ing. Mg. Santiago Cabrera por

    la ayuda excepcional y paciencia en la

    li i d i i i d

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    NDICE DE CONTENIDOS

    Captulo I ...................................................................................................................... 1

    1. El problema ......................................................................................................... 1

    1.1 Tema ................................................................................................................... 1

    1.2 Planteamiento del problema ............................................................................... 1

    1.2.1 Contextualizacin ............................................................................................... 1

    1.2.2 Anlisis crtico .................................................................................................... 2

    1.2.3 Prognosis ............................................................................................................ 2

    1.2.4 Formulacin del problema .................................................................................. 3

    1.2.5 Preguntas directrices ........................................................................................... 3

    1.2.6 Delimitacin del objeto de investigacin ........................................................... 3

    1.3 Justificacin ........................................................................................................ 4

    1.4 Objetivos ............................................................................................................. 4

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    2.4 Categoras fundamentales ................................................................................. 17

    2.5 Hiptesis ........................................................................................................... 18

    2.6 Sealamiento de variables ................................................................................ 18

    Captulo III ................................................................................................................. 19

    3. Metodologa ...................................................................................................... 19

    3.1 Modalidad bsica de la investigacin ............................................................... 19

    3.1.1 Seleccin del mtodo de calentamiento a ejecutarse ........................................ 19

    3.2 Nivel o tipo de investigacin ............................................................................ 22

    3.3 Poblacin y muestra .......................................................................................... 23

    3.3.1 Poblacin .......................................................................................................... 23

    3.3.2 Muestra ............................................................................................................. 23

    3.4 Operacionalizacin de variables ....................................................................... 24

    3.5 Plan de recoleccin de la informacin .............................................................. 26

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    Captulo VI ................................................................................................................. 39

    6. Propuesta........................................................................................................... 39

    6.1 Datos informativos............................................................................................ 39

    6.2 Antecedentes de la propuesta............................................................................ 39

    6.2.1 Parmetros de diseo ........................................................................................ 39

    6.3 Justificacin ...................................................................................................... 40

    6.3.1 Seguridad y calidad........................................................................................... 40

    6.4 Objetivos ........................................................................................................... 41

    6.5 Anlisis de factibilidad ..................................................................................... 41

    6.5.1 Determinacin del van. ..................................................................................... 46

    6.6 Fundamentacin ................................................................................................ 47

    6.6.1 Detalle del proceso de tueste ............................................................................ 48

    6.7 Metodologa ...................................................................................................... 49

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    6.7.13 Diseo del sistema motriz de la cmara de tueste .......................................... 71

    6.8 Administracin ............................................................................................... 110

    6.9 Previsin de la evaluacin .............................................................................. 111

    6.9.1 Arranque para operacin diaria ...................................................................... 111

    6.9.2 Programa de auto-mantenimiento para maquinas nuevas ............................. 112

    Bibliografa .............................................................................................................. 114

    Anexo A I ................................................................................................................. 116

    Zonas de cultivo de habas en el ecuador .................................................................. 116

    Anexo A II................................................................................................................ 118

    Formato de recoleccin de datos .............................................................................. 118

    Anexo A III ............................................................................................................. 125

    Propiedades termo fsicas de la materia ................................................................... 125

    Anexo A IV ............................................................................................................. 126

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    NDICE DE TABLAS

    Tabla 2.1 Propiedades fsicas materiales a almacenar en silos segn Guerrin ............ 8

    Tabla 2.2 Composicin del haba por 100 gramos ........................................................ 9

    Tabla 3.1 Alternativas para ser seleccionadas............................................................ 20

    Tabla 3.2 Criterios de evaluacin............................................................................... 21

    Tabla 3.3 Normalizacin de la tabla de criterios........................................................ 21Tabla 3.4 Calificacin de cada una de las alternativas segn los criterios ................ 21

    Tabla 3.5. Normalizacin de la tabla de calificaciones de cada mtodo.................... 22

    Tabla 3.6. Resultado de la seleccin del mtodo ....................................................... 22

    Tabla 3.7 Equipos e instrumentos utilizados ............................................................. 26

    Tabla 4.1 Caractersticas de los ensayos 1 y 2 ........................................................... 29Tabla 4.2 Caractersticas de los ensayos 3 - 4 ............................................................ 30

    Tabla 4.3 Toma de tiempos durante el tostado manual .............................................. 32

    Tabla 4.4 Valores de diferencias de tiempo y prdida del producto .......................... 36

    Tabla 6.1 Informacin general de la propuesta .......................................................... 39

    Tabla 6.2 Costos de materiales y de construccin ..................................................... 44

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    Tabla 6.18 Factores para determinar confiabilidad .................................................... 92

    Tabla 6.19 Programa de auto-mantenimiento .......................................................... 113

    NDICE DE GRFICOS

    Grafica 4.1 Comparacin de resultados entre ensayo 1 - 2 ........................................ 30Grafica 4.2 Comparacin de resultados entre ensayos 34...................................... 31

    Grafica 4.3 Comparacin en tiempos del tostado manual vs el mecnico ................ 33

    Grafica 4.4 Incremento de temperatura durante las etapas de tueste ......................... 34

    Grafica 4.5 Tiempos de produccin total del tostado manual y mecnico ................ 35

    Grafica 6.1 Estados de flujo de efectivo .................................................................... 46

    NDICE DE FIGURAS

    Fig. 2.1 Horno de calentamiento directo .................................................................... 10

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    Fig. 6.10 Esquema de instalacin y proteccin del motor ......................................... 78

    Fig. 6.11 Distribucin de esfuerzos eje motriz .......................................................... 84

    Fig. 6.12 Diagrama de corte y momento flector ........................................................ 87

    Fig. 6.13 Seccin del eje en los puntos A y B .......................................................... 88

    Fig. 6.14 Disposicin de dimetros ............................................................................ 95

    Fig. 6.15 Diagrama para establecer el valor de V1................................................... 100

    Fig. 6.16 Diagrama para establecer el valor de V .................................................... 100

    Fig. 6.17 Factor Kappaclculo de vida nominal ajustado .................................... 101

    Fig. 6.18 Junta soldada eje soporte y manzana del eje motriz ................................. 103

    Fig. 6.19 Nomenclatura para cordn de soldadura .................................................. 103

    Fig. 6.20 Chaveta rectangular .................................................................................. 104

    Fig. 6.21 Ubicacin de los pernos en la plancha ...................................................... 107

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    GLOSARIO DE TRMINOS

    : Volumen de la cmara de tueste (m3): Presin interior ejercida sobre la cmara de tueste

    : Esfuerzo tangencial o circunferencial

    : Esfuerzo longitudinal : Nmero de Reynolds (adimensional)

    Nmero de Nuseldt (adimensional)

    : Coeficiente de conveccin interno en la cmara de tueste : Dimetro de la partcula (mm): Superficie de la partcula

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    : Temperatura inicial o ambiente

    : Masa del aire : Constante de los gases

    : Calor interno en la cmara de tueste

    : Temperatura en la cmara de combustin : Masa del agua a extraer : Masa inicial del haba a tostar : Humedad inicial del haba : Humedad final del haba

    : Nmero de prandt (adimensional)

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    : Entalpa del aire

    : Velocidad de salida de los gases : Altura de la chimenea

    : Energa que entra al sistema : Inercia del eje motriz : Inercia del cilindro de tueste

    : Inercia de los ejes soportes o volantes : Inercia producida por la masa del haba en la cmara de tueste : Dimetro exterior de la cmara de tueste (cm)

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    RESUMEN EJECUTIVO

    El presente trabajo consiste en el estudio del proceso de tostado de forma manual del

    haba seca y su incidencia en el tiempo total de producto terminado en la industria

    harinera.

    El proyecto tiene como objetivo general analizar el proceso de tostado del haba en la

    Provincia de Tungurahua, para la empresa GRANOFA. Los parmetros a estudiar

    para este proceso estn basados en la cantidad de calor aportado para realizar el

    tueste, as como tambin en el contenido de humedad y su efecto sobre el tiempo

    total de tueste. La investigacin que comprende este trabajo es de campo y de

    observacin directa dentro de la misma se realizaron ensayos de prueba con la

    variacin de la masa, temperatura y con el aporte calorfico del GLP como

    combustible. En el captulo 1 se detalla el problema de investigacin tambin se

    encuentran los objetivos, mientras que en el captulo 2 se establecen los fundamentos

    tericos donde se encuentran los diferentes tipos de hornos, en los captulos 3,4 estn

    la modalidad bsica de la informacin y el anlisis e interpretacin de resultados

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    CAPTULO I

    1. EL PROBLEMA

    1.1TEMA

    Estudio y mejoramiento del proceso manual de tostado del haba y su incidencia en

    el tiempo de obtencin del producto terminado, para la empresa GRANOFA Ca.

    Ltda.

    1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

    1.2.1 CONTEXTUALIZACIN

    Como resultado de la metodologa de capacitacin por concursos y la permanente

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    En la provincia de Tungurahua existe un gran centro de acopio que es el mercado

    mayorista en donde se encuentra gran variedad de legumbres entre ellas las habas, se

    las encuentran en verdes y secas, se las ocupa por los pequeos artesanos para

    realizar el proceso de tueste manual utilizando en unos casos como material

    combustible lea para luego obtener la harina.

    1.2.2

    ANLISIS CRTICO

    A nivel nacional el consumo de habas ha permitido que la industria alimenticia

    desarrolle diferentes mtodos para su produccin y procesamiento, el uso de una

    tostadora industrial de calentamiento indirecto para realizar el tueste del haba permite

    mejorara el tiempo de proceso de tueste.

    Dentro de un mercado competitivo la coloracin que debe tener el grano al final del

    tostado tiene que ver con la consistencia y el aroma del producto, el proceso de tueste

    rudimentario se lo obtiene con un rendimiento bajo

    La limitada idea de diseo y construccin de equipos en el pas ha provocado que la

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    1.2.4 FORMULACIN DEL PROBLEMA

    Qu mtodo ser necesario aplicar para mejorar el proceso de tostado manual del

    haba y obtener el producto terminado en un menor tiempo?

    1.2.5 PREGUNTAS DIRECTRICES

    Qu parmetros son necesarios analizar, para mejorar el proceso de tostado manualdel haba?

    Qu criterios deben evaluarse para obtener un producto terminado en un menor

    tiempo?

    El diseo de un sistema de calentamiento indirecto remplazar el proceso de tostadomanual y permitir obtener el producto en menor tiempo?

    1.2.6 DELIMITACIN DEL OBJETO DE INVESTIGACIN

    Delimitacin del contenido

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    Delimitacin temporal

    i h i do de Julio

    del ao 2011 a Noviembre del ao 2012.

    1.3JUSTIFICACIN

    El proceso de tueste de habas se realiza en gran parte de forma manual, dando ascabida a accidentes y bajo rendimiento en la produccin, por tal motivo la industria

    harinera necesita mejorar su tecnologa y optar por sistemas completos que permitan

    disminuir el tiempo de procesamiento.

    Razn por la cual el presente proyecto permite disear una tostadora que se ajuste a

    las necesidades de la industria harinera, implementando su uso para mejorar el

    proceso de tueste de habas, que actualmente tiene una creciente demanda, siendo

    indispensable aumentar su produccin.

    La ejecucin de este proyecto permite a las empresas del centro del pas que se

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    CAPTULO II

    2. MARCO TERICO

    2.1ANTECEDENTES INVESTIGATIVOS

    Eduardo Javier Toapanta Franco (graduado en el 2009), optimiz el secado del maz

    mediante el diseo de un prototipo con la implementacin de un ventilador de flujo

    radial que permite disminuir el tiempo de secado.

    Luis Enrique Lpez Coello (graduado en el 2010); mejor el proceso de tostado del

    man mediante el diseo y construccin de un horno rotativo permitiendo obtener un

    producto de calidad en un menor tiempo, para el diseo se tom en cuenta ciertos

    parmetros como:

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    2.2FUNDAMENTACIN FILOSFICA

    2.2.1 Tostado de granos

    El tostado desactiva los inhibidores de tripsina en Cicerarietinum debido a que este

    tratamiento trmico cambia la configuracin de las protenas de estos anti nutrientes

    afectando su actividad. Se ha observado la reduccin de L-Dopa en Mucunapruriens

    (16-34%) debido posiblemente a la oxidacin parcial o racemizacin de este

    compuesto.

    Varios mtodos de procesamiento tecnolgico han sido utilizados para eliminar o

    inactivar las sustancias txicas de las leguminosas y para alterar la estructura del

    almidn, con la finalidad de mejorar el acceso de los grnulos al ataque enzimtico ymejorar as la utilizacin de los nutrientes, pero ninguno ha sido completamente

    efectivo cuando niveles altos (20-30%) de canavalia tratada han sido incorporados a

    la dieta.

    El tostado permite superar los problemas de toxicidad de los granos, pero, al parecer,

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    En el caso del haba se retira manualmente la testa o cubierta del grano en forma

    previa al tostado.

    En prcticamente todos los procesos industriales, el calor es un componente

    fundamental. Aplicando este calor bajo un medio controlado es el requisito principal

    para la elaboracin de miles de productos, desde metales a minerales, de fertilizantes

    a productos alimentarios o desde productos qumicos al procesamiento de desechos.

    En Ecuador, las habas tienen gran acogida y aceptacin y se las consume cocinadas

    tiernas, secas, enconfitadas o tostadas por ser un producto sano, que contiene

    vitaminas, protenas, minerales, carbohidratos, etc.; este particular y la costumbre,

    hacen que las habas estn presentes en la dieta de nuestro pas.

    En Cotacachi cantn de Ibarra provincia de Imbabura donde se realiza la produccin

    del caf de habas, no existe una empresa que se dedique a la comercializacin y

    distribucin del caf de haba.

    Ancestralmente las familias cotacacheas tenan como costumbre la elaboracin del

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    2.2.4 Caractersticas del haba

    Una de las caractersticas ms importantes del haba, es su alta resistencia a las altas

    temperaturas. Se ha observado en Colombia, que soporta temperaturas de 1.9 grados

    centgrados durante casi una hora, sin afectar su produccin y calidad.

    Se la consume en verde cocido y como "mute", o tambin frita y tostada.

    La semilla seca, se la puede guardar varios aos sin que se pierda su viabilidad. Las

    habas debido a su rusticidad, precocidad y gran resistencia a bajas temperaturas,

    constituyen el cultivo ideal para nuestros pramos andinos.

    Tabla 2.1Propiedades fsicas materiales a almacenar en silos segn Guerrin

    Angulo de rozamiento con lapared de

    Materialesalmacenados

    DensidadKg/m^3

    Angulo de taludnatural

    HormignMetalISO

    Chapapulida

    Arena seca 1500-1800 30-45 30-40 - 27Piedra 1700-1900 30-40 30-35 - -

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    Tabla 2.2 Composicin del haba por 100 gramos

    Fuente:http://www.vivirnatural.com/alim/habas.htm

    http://www.vivirnatural.com/alim/habas.htmhttp://www.vivirnatural.com/alim/habas.htm
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    Fig. 2.1 Horno de calentamiento directo

    Fuente: Ingetecsa

    1 - Alimentacin

    2 - Horno rotativo

    3 - Combustin

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    Desventajas

    El grano est en contacto directo con los gases de combustin por lo cual se

    deterioran sus propiedades.

    Falta de homogeneidad en el tueste, ya que el interior unos granos pueden

    encontrarse crudos mientras otros quedan quemados.

    Hornos rotativos de calentamiento indirecto

    El secado, la calcinacin parcial de impurezas orgnicas, la regeneracin trmica y

    otros procesos trmicos no permiten a menudo su realizacin en el propio seno de los

    humos de combustin, sobre todo si se trata de productos de granulometra muy fina.

    Para estos casos se ha desarrollado con total xito un tipo de horno de calentamiento

    indirecto: En el interior de un tnel de calentamiento, revestido de mampostera

    refractaria rueda el tambor, que est baado en su exterior totalmente por los humos

    proveniente de los equipos de combustin. Para poder alcanzar el perfil de

    temperaturas deseado y necesario para el proceso, se utilizarn varias unidades

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    3- Tnel de calentamiento

    4 - Quemador

    5 - Aire de enfriamiento

    6 - Gases de deshecho

    7 - Salida de vahos

    8 - Salida de producto

    9 - Mampostera refractaria

    El sistema permite establecer perfiles de calentamiento y calcinacin bastante

    precisos en el tiempo. El interior del horno puede inertizarse. Existen diversos

    sistemas de recuperacin de calor residual para optimizar la eficiencia energtica.

    Sistema robusto y fiable, Alta flexibilidad operativa.

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    Horno de lecho fluidizado

    La capacidad de operar con alta temperatura permite aplicaciones diversas para

    secar, tostar, inflar y enfriar. Las cintas transportadoras se configuran segn el

    producto en particular e incluyen bandejas vibratorias y cintas metlicas abisagradas

    sin perforar para productos con caractersticas de manipulacin especiales.

    Fig. 2.3 Funcionamiento de lecho fluidizado

    Fuente: Ingetecsa

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    4. Filtro de aire primario

    5. Ventilador impulsor

    6. Aerocalentador

    7. Lecho fluidizado

    8. Captacin de polvo

    9. Ventilador exhalador

    Ventajas

    Mayor grado de uniformidad en el tueste

    Alta eficiencia trmica

    Menor uso de espacio fsico

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    En este mtodo el operario se encuentra ubicado a un lado del tiesto con riesgo de

    quemarse y posteriormente enfermarse debido a los gases de combustin inhalados,

    la utilizacin de sus extremidades superiores totalmente expuestas al calor para

    proporcionar el movimiento continuo del haba para evitar que se quemen, Fig.5

    Durante el proceso se colocan en el tiesto cantidades de 6 libras hasta llegar al total

    de un quintal equivalente a 100 lb, para luego ser almacenado en sacos donde seprocede a enfriar y deshumidificar, este ltimo procedimiento puede llegar a tardar

    hasta 3h, si no se realiza este paso la funcin de trillado y posteriormente

    descascarado no se puede ejecutar. Ya que en el momento de deshumidificarse las

    habas se encuentran en un punto de coccin y su estructura es blanda y no permite

    extraer su cascara de una forma fcil.

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    Fig. 2.6Secado

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    OPTIMIZACINDE PROCESOS

    DESARROLLOTECNOLGICO

    PRODUCCIN

    TIEMPO DEOBTENCIN

    DELPRODUCTO

    USO DEENERGIA

    DISEOTERMICO

    TRANSFERENCIADE CALOR

    PORCESODE

    TOSTADOMANUAL

    2.4CATEGORAS FUNDAMENTALES

    V.I V.D

    Incidencia en

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    CAPTULO III

    3. METODOLOGA

    3.1

    MODALIDAD BSICA DE LA INVESTIGACIN

    Este proyecto presenta datos cuantitativos ya que se utilizan variables continuas para lo

    cual fue necesaria la medicin de parmetros que permitieron establecer el tiempo y

    calidad del producto terminado.

    De Campo, la informacin que presenta la investigacin de campo es importante,teniendo como resultados las condiciones de produccin de la empresa GRANOFA, la

    tcnica a utilizarse es la observacin directa de campo, mediante la cual se obtendrn los

    datos principales para el diseo.

    Documental Bibliogrfica, en la investigacin se tiene como finalidad ampliar y

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    Mtodo de lecho fluidizado.

    Criterios para la seleccin del mtodo

    Para determinar cul de las alternativas anteriormente propuestas es la mejor se toman

    en cuenta varios criterios en base a los objetivos de este estudio y a las especificaciones

    de la empresa.

    Los criterios a considerar para el diseo son los siguientes:

    Costo

    Factibilidad

    Mantenimiento

    Manipulacin

    Calidad de tostado

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    Tabla 3.2 Criterios de evaluacin

    FACTOR PONDERACINCosto 15%

    Factibilidad 25%Mantenimiento 20%Manipulacin 10%

    Calidad de tostado 15%Seguridad 15%

    TOTAL 100%

    Fuente: Alex Heredia

    Tabla 3.3Normalizacin de la tabla de criterios

    FACTOR PONDERACINCosto 0,15

    Factibilidad 0,25Mantenimiento 0,20Manipulacin 0,10

    Calidad de tostado 0,15

    Seguridad 0,15

    TOTAL 1,00

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    Tabla 3.5.Normalizacin de la tabla de calificaciones de cada mtodo

    Criterios

    Mtodos

    Costo Factibilidad Mantenimiento ManipulacinCalidad

    de

    tostado

    Seguridad

    Calentamientodirecto

    0,35 0,5 0,35 0,35 0,25 0,29

    Calentamientoindirecto

    0,39 0,38 0,4 0,35 0,3 0,33

    De lechofluidizado

    0,26 0,22 0,25 0,3 0,45 0,38

    TOTAL 1 1 1 1 1 1

    Fuente: Alex Heredia

    Tabla 3.6. Resultado de la seleccin del mtodo

    M TODOS RESULTADO

    Calentamiento directo 0,35

    Calentamiento indirecto 0,36

    De lecho fluidizado 0,31

    TOTAL 1

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    Investigacin bibliogrfica

    La investigacin se la realizo basndose en informacin obtenida de libros y de internet

    necesarios para una correcta investigacin tales como:

    Resistencia de Materiales

    Termodinmica - Yunus A. Cengel

    Fundamentos de Transferencia de CalorFrank P. Incropera

    Diseo en Ingeniera Mecnica- Shigley

    Investigacin experimental

    Se realizaron ensayos, pruebas y anlisis en un prototipo para la obtencin de datos que

    permiten conocer el comportamiento en cuanto a consumo de combustible y produccin

    en un determinado tiempo.

    3.3POBLACIN Y MUESTRA

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    24

    3.4 OPERACIONALIZACIN DE VARIABLES

    V.I.Proceso de tostado manual del haba

    Conceptualizacin Dimensiones Indicadores temsTcnicas e instrumentos

    Accin que se realiza en

    un tiesto al cual se lo

    calienta mediante la

    combustinproporcionada por lea o

    gas, con movimiento del

    grano otorgado por el

    trabajador

    Tostado manual

    Movimiento del haba

    durante el proceso de

    tueste

    Temperatura de tostado

    Colmo influye el

    movimiento manual en la

    calidad y tiempo de tostado

    del haba?

    Cmo se seleccionara el

    mtodo ms actual y

    tecnolgicamente moderno

    para tostar granos?

    Observacin directa

    Investigacin bibliogrfica y

    tecnolgica.

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

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    25

    V.D.: Tiempo de obtencin del producto tostado

    Conceptualizacin Dimensiones Indicadores temsTcnicas e instrumentos

    Se refiere al tiempo

    que toma en tostar un

    lote de haba

    dependiendo del

    contenido de humedad

    que tenga y su

    distribucin de calor

    que tenga el tiesto.

    Humedad del

    grano.

    Tiempo que dura el

    proceso de tostado y

    posterior secado.

    Cul es el tiempo total del

    proceso de tostado y secado

    del haba?

    Observacin directa, control de

    temperatura y tiempo.

    Norma INEN 1513 clculo de

    la humedad de granos

    .

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

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    3.5PLAN DE RECOLECCIN DE LA INFORMACIN

    En una masa de haba se tomaron lecturas de temperatura y tiempo hasta culminar el

    proceso de tostado, posteriormente se compar el peso final con el inicial.

    Para obtener una informacin correcta en la investigacin del proyecto se aplic a la

    muestra establecida el proceso de tueste y los resultados se tomaron mediante el

    siguiente mtodo:

    Observacin directa o primaria

    Permiti determinar resultados estadsticos y originales considerando los parmetros

    establecidos como son; humedad, temperatura y velocidad para el diseo de una

    tostadora industrial.

    Tabla 3.7 Equipos e instrumentos utilizados

    Nombre Detalle Funcin

    Prototipo: Tostador de

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    Tacmetro

    Muestra lecturas de velocidad

    en rpm y m/s mediante un lserapuntando a la seccin en

    movimiento, o un aditamento

    que se coloca en el tacmetro y

    se lo pone junto a un extremo de

    eje transmisor de movimiento

    para determinar su velocidad.

    CronometroSirve para tomar el tiempo de un

    determinado proceso

    Permite determinar el peso de la

    http://www.google.com.ec/imgres?q=cronometros&um=1&hl=es&sa=N&biw=1366&bih=591&tbm=isch&tbnid=F9ZxBn44agJz6M:&imgrefurl=http://www.regaloempresario.com/cronometros.html&docid=CYMFcH-dzdS_uM&imgurl=http://www.regaloempresario.com/files/cronometros/cronometro_me_012.jpg&w=200&h=209&ei=GgDQTpvtKIbuggfy9bmrDQ&zoom=1http://www.google.com.ec/imgres?q=cronometros&um=1&hl=es&sa=N&biw=1366&bih=591&tbm=isch&tbnid=F9ZxBn44agJz6M:&imgrefurl=http://www.regaloempresario.com/cronometros.html&docid=CYMFcH-dzdS_uM&imgurl=http://www.regaloempresario.com/files/cronometros/cronometro_me_012.jpg&w=200&h=209&ei=GgDQTpvtKIbuggfy9bmrDQ&zoom=1
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    3.6 PLAN DE PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIN

    El mtodo que se utilizo es la observacin directa. Con la informacin proporcionada se

    procedi a elaborar tablas para una mejor comprensin de los resultados, mediante

    grficas y un anlisis matemtico de los datos para determinar la diferencia entre un

    mtodo y el otro, que permitan conocer los parmetros que influyen en el proceso de

    tueste.

    Para el procesamiento de la informacin se siguieron los siguientes pasos:

    Recopilar en formatos adecuados la informacin (Ver Anexo AII).

    Realizar tablas donde se destaquen las propiedades tcnicas del proceso.

    Tabular los resultados para determinar diferencias entre ellos.

    Graficar por dispersin los datos ya ordenados y comparar sus caractersticas de

    cada mtodo.

    En la grfica plantear una lnea de tendencia y determinar su grado de correlacin.

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

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    CAPTULO IV

    4. ANLISIS E INTERPRETACIN DE RESULTADOS

    4.1

    ANLISIS DE LOS RESULTADOS

    Se constat que el haba tostada no debe exceder en su coloracin ideal que es dorado, ya

    que de su coloracin depende la calidad de la harina de haba a obtenerse.

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    Grafica 4.1 Comparacin de resultados entre ensayo 1 - 2

    Fuente:Alex Heredia

    y = 2,9521x + 31,294R = 0,9078

    y = 4,5234x + 50,729R = 0,8828

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    0 5 10 15 20

    Temperatura()

    Tiempo (min)

    Temperatura Vs Tiempo de los ensayos 1 - 2

    Ensayo 1 masa 1,36Kg. Presin de Glp 50Kpa

    Ensayo 2 masa 1,36 Kg. Presin de Glp 100Kpa

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    Grafica 4.2 Comparacin de resultados entre ensayos 34

    Fuente:Alex Heredia

    y = 2,3192x + 38,485R = 0,8581

    y = 2,4105x + 21,203R = 0,9621

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    0 5 10 15 20 25 30 35

    Temperat

    ura()

    Tiempo (min)

    Temperatura Vs Tiempo de los ensayos 3 - 4

    Ensayo 3 masa 2,9Kg. Presin de Glp 100Kpa

    Ensayo 4 masa 2,9Kg. Presin de Glp 50 Kpa

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    Ensayo 6, muestra de 7Kg haba seca (tostado manual).

    Tabla 4.3 Toma de tiempos durante el tostado manual

    Proceso Tiempo Temperatura

    Encendido de la Hoguera 0

    Precalentamiento 5 55

    Colocacin de las habas

    en el tiesto y tostado

    10 85

    12 120

    Enfriamiento de las habaspara ser peladas

    13 100

    13,1 95

    14,14 90

    16,16 85

    20,23 77

    21,25 7023,34 66

    25,35 60

    27 58

    28,32 56

    30,4 55

    32,33 50

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    4.2 INTERPRETACIN DE DATOS

    Con los resultados obtenidos se realizaron graficas de dispersin, en donde se analiz las

    curvas de temperatura y tiempo en funcin de la capacidad de carga o masa.

    4.2.1 Comparacin entre los procesos de tostado manual y mecnico

    La comparacin se realiz en funcin del tiempo total de tueste y la temperatura

    necesaria del proceso para esta comparacin se tomaron los datos de los ensayos 5 y 6,

    las caractersticas de estos se muestran en la grfica 4.3

    Grafica 4.3 Comparacin en tiempos del tostado manual vs el mecnico

    y = -1,7929x + 109,03R = 0,7162

    80

    100

    120

    140

    raturaC

    Temperatura Vs Tiempo de los ensayos 5 - 6

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    En la grfica (tostado mecnico), la temperatura se eleva desde 36C hasta 92C y estase mantiene constante durante todo el proceso de tueste. Se ajusta una lnea detendencia constante y se ajusta en un 82,7% a la ideal

    Fig. 4.2 Diferencia entre haba tostada a mano y en el prototipo

    Fuente:Alex Heredia

    En la fig. 4.3 se muestran las diferencias del tostado manual y mecnico, en esta figura

    se observa que en el tostado mecnico no existe ningn grano de haba quemado por ende

    no existe perdida del producto tostado. Del estudio realizado con respecto al tostado

    manual existe una prdida de 5% de haba tostada.

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

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    La grfica 4.4 muestra las etapas del tostado manual y su temperatura, este proceso se

    compone de dos elementos como son el tostado y posterior secado el cual tiene quellegar hasta la temperatura ambiente de 25C.En la grfica se encuentran las etapas del tostado mecnico el cual se realiza de

    forma uniforme secada y tostada el haba con una temperatura de 92C.Grafica 4.5 Tiempos de produccin total del tostado manual y mecnico

    05

    101520253035404550

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

    Tiempo(min)

    Diferencia entre tiempos del tostado manual ymecnico

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    El principal factor negativo existente en la empresa es el tiempo total de este proceso

    que es de 8h para una produccin de 90Kg de haba tostada, la razn de un tiempoelevado es el estado de coccin en que se encuentran las habas luego de ser tostadas

    rudimentariamente, por ende estas no pueden ser peladas ya que su cascara no est seca

    para ser removida con facilidad.

    Con el tostado mecnico el tiempo es de 41min en funcin de la masa, el aporte

    calorfico, movimiento continuo del haba y una temperatura de tueste de 920C la cual se

    mantiene estable durante el proceso de secado y tostado del haba.

    Tabla 4.4 Valores de diferencias de tiempo y prdida del producto

    Mtodo Masa (Kg) Tiempo (min)Prdida del Producto

    (%)

    Tostado mecnico 7 41 0

    Tostado manual 7 46 5

    Fuente:Alex Heredia

    La tabla 4.4 muestra la diferencia de tiempos entre el mtodo manual y el mecnico a

    una misma masa, teniendo en cuenta la calidad de tostado uniforme en el proceso

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

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    CAPTULO V

    5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

    5.1

    CONCLUSIONES

    Mediante un anlisis de los diferentes mtodos existentes se seleccion el proceso

    mecnico de calentamiento indirecto, por tener un sistema de movimiento continuo

    en la cmara de tueste y el uso de GLP como combustible.

    El mtodo de calentamiento indirecto cuenta con una cmara de combustin aislada

    que permite aprovechar de mejor manera el poder calorfico del combustible hacia la

    cmara de tueste.

    El uso de GLP como combustible permite tener una temperatura de tueste controlada

    y reducir el tiempo de proceso total.

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

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    5.2RECOMENDACIONES

    Durante el proceso de tueste manual se debe realizar un constante movimiento del

    haba para evitar que este se queme, adems de un control en la colocacin de la lea.

    En el proceso de tueste manual se debe colocar el combustible fsil poco a poco

    segn como se requiera.

    La colocacin del haba debe realizarse cuando el tiesto est a una temperatura de 55-

    120C la cual no se mantiene constante. En el tueste mecnico se debe tomar una muestra del producto que se est

    procesando hasta que alcance su coloracin ideal.

    Mantener la coloracin de llama en tono azul para evitar un consumo excesivo del

    combustible.

    Durante el tostado mecnico mantener una presin de entrada de GLP en 100Kpa ya

    que a esta presin se obtiene un menor tiempo de proceso.

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

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    CAPTULO VI

    6. PROPUESTA

    6.1

    DATOS INFORMATIVOS

    La propuesta es el diseo de un horno industrial de calentamiento indirecto que sea fcil

    de operar, que permita realizar un proceso de tostado mecnico con aporte de

    movimiento continuo proporcionado por un motor.

    Tabla 6.1 Informacin general de la propuesta

    Datos generales de la propuestaEjecutor Alex HerediaDescripcin Tostadora industrial de calentamiento indirecto para habaProceso DiseoEnsayos Laboratorio de energa de la Carrera de Ing. Mecnica

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    El haba seca alcanza este estado luego de permanecer 45 das en la vaina de la planta

    para su posterior cosecha con un contenido de humedad final del 14%.(Fuente:LuisFernando Aldana de Len Investigador Principal Granos Bsicos ICTA).

    La masa establecida es la deseada a ser procesada por la empresa, dentro de lo que es la

    produccin de harina de haba.

    b)

    Temperatura y cantidad de calor

    La cantidad de calor necesaria, depende del total de haba que se va a tostar (90Kg), de la

    capacidad calorfica del combustible para alcanzar la temperatura deseada.

    De la investigacin realizada previamente la temperatura mxima que debe alcanzar la

    cmara de tueste es 92C y la velocidad angular de 47rpm.6.3JUSTIFICACIN

    Otorgar la posibilidad de optimizar el tiempo de produccin total del proceso de tueste

    de haba en la empresa mediante el diseo de una tostadora de calentamiento indirecto.

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

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    6.4OBJETIVOS

    Dimensionamiento de la cmara de tueste en funcin de las necesidades de

    produccin de haba tostada para la empresa.

    Dimensionamiento y seleccin de quemadores de GLP.

    Diseo y clculo de elementos mecnicos.

    6.5ANLISIS DE FACTIBILIDAD

    La investigacin es factible, ya que tenemos la predisposicin de la empresa en

    prestacin de algunos recursos como es la materia prima e informacin bsica del

    proceso de produccin, permitiendo desarrollar una propuesta de estrategias para

    alcanzar su objetivo, siendo el proceso de indagacin la observacin directa de los

    parmetros aplicados para tostar el haba, herramientas importantes de la confiabilidad,

    donde se pretende que la empresa implemente el mtodo de produccin de tueste del

    haba.

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

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    Haba seca con el 14% de

    humedad

    Recepcin y

    almacenaje

    Limpieza y

    clasificacinResiduos

    Almacenaje

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    Haba seca con el 14% de

    humedad

    Recepcin y

    almacenaje

    Limpieza y

    clasificacinResiduos

    Almacenaje

    Tostado

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    Anlisis econmico

    Tabla 6.2 Costos de materiales y de construccin

    Materiales CantidadCosto

    unitario Costo total

    Perfil C 80 x 40 x 3 (A36) 6 80 480

    Plancha 1000 x 1000 x 6 (A36) 2 100 200

    Eje 38.1 x 2000 (AISI 304) 1 400 400Plancha 2400 x 1200 x 2 (AISI 304) 1 500 500Eje 50.8 x 50 (AISI 304) 3 33,5 100,5Eje 25.4 x 300 (AISI 304) 12 40 480Plancha 1200 x 600 x 3 (AISI 304) 1 350 350

    Plancha 625 x 160 x 3 (AISI 304) 1 250 250

    Plancha 450 x 6 (AISI 304) 1 80 80Eje 38.1 x 3600 (AISI 1020) 2 150 300Plancha 2400 x 1200 x 2 (A36) 2 160 320Platina 6000 x 25,4 x 3 (A36) 4 50 200

    Plancha 2400 x 1200 x 1.25 (A36) 2 30 60

    Lana de vidrio 2400 x 1200 x 5 1 150 150

    Eje 105 x 37 (AISI 1020) 1 25 25Plancha 1200 x 600 x 6 (A36) 1 150 150

    Angulo 30 x 30 x4 (A36) 2 15 30

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

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    Con el costo total establecido en la tabla 6.2 se procede a realizar el anlisis de

    factibilidad econmico el cual mostrara si el proyecto es rentable.

    Para el estudio econmico se realiz un anlisis incremental de los dos mtodos

    utilizados en el proceso de tueste del haba.

    Tabla 6.3 Produccin obtenida por el tostado manual

    TOSTADO MANUALProceso Diaria Semanal Mensual Anual

    Produccin en quintales 3 9 36 432

    Tiempo de tostado y secado total (horas) 8 40 160 1920

    Fuente:Alex Heredia

    Tabla 6.4 Produccin obtenida por el tostado mecnico

    TOSTADO MECNICOProceso Diaria Semanal Mensual Anual

    Produccin en quintales 4 20 80 960

    Tiempo total (horas) 3 15 60 720

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

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    Grafica 6.1 Estados de flujo de efectivo

    Fuente:Alex Heredia

    En la grfica se observa el flujo neto para cada ao y la inversin se recupera a finales

    del segundo ao a una TMAR cero (no existe ganancias). Para el proyecto la tasa es del

    15% donde la inversin se recupera completamente con ganancias a mediados del tercer

    ao.

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

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    el resultado es positivo por ende el proyecto es viable, ahora se determinara la tasa

    interna de retorno TIR, de los clculos realizados se obtuvo una TIR del 47% la cual esmayor que la TMAR resultado que corrobora su efectividad.

    6.6FUNDAMENTACIN

    Cmara de tueste

    Es donde se aloja las habas para ser tostadas, esta cmara se diseara en base a las

    propiedades del acero inoxidable AISI 304 adecuado para el procesamiento de

    alimentos.

    Quemadores

    Son equipos donde se realiza la combustin, por tanto deben contener los tres vrtices

    del tringulo de combustin, es decir que deben realizar la mezcla intima del

    combustible con el aire y adems proporcionar la energa de activacin.

    Cmara de combustin

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

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    Sistema motriz

    Es el encargado de dar movimiento de rotacin a la cmara de tueste, constituido

    principalmente por:

    - Motor, reductor

    - Eje

    - Rodamientos

    Tolva de alimentacin

    Es el elemento que permite la entrada del producto a ser tostado.

    6.6.1 Detalle del proceso de tueste

    Para la obtencin de un buen tostado del haba se debe precalentar a una temperatura

    ideal la cmara de tueste que se encuentra en movimiento.

    Se coloca las habas en la tolva para luego por medio de una compuerta que se abre

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

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    6.7METODOLOGA

    6.7.1 Dimensionamiento de la cmara de tueste

    Para el diseo se toma en cuenta la masa a tostar para determinar su volumen

    ocupacional en la cmara de tueste.

    El volumen de la cmara de tueste debe ser mayor que el que ocupa la masa a tostar

    para que esta tenga libertad de movimiento durante el proceso de tueste.

    El volumen que ocupa las habas es igual a la relacin de su masa por la densidad del

    haba, es decir:

    Ec. 6-1

    Dnde:

    m: masa del haba = 90kg

    Densidad aparente del haba= 750 (Kg/m3)

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

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    Seleccin del dimetro y longitud de la cmara de tueste

    Con el volumen final se realiza una iteracin para encontrar las dimensiones de la

    cmara de tueste su dimetro y longitud, mediante la Ec. 6

    Ec. 6-3Tabla 6.7. Determinacin del dimetro y longitud de la cmara de tueste.

    Dimetro

    externo(m) Longitud(m) Volumen(m3)1 2 1,57

    0,8 1,6 0,800,7 1,4 0,54

    0,66 1,32 0,450,62 1,24 0,370 6 1 2 0 34

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

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    Fig. 6.3 Cilindro sometido a presin interna y externa

    Fuente: Diseo en Ingeniera Mecnica, J. E. Shigley

    6.7.2 Determinacin del esfuerzo realizado en la cmara de tueste

    Las propiedades que se tomaran en cuenta para el clculo de esfuerzos de la cmara son

    del material AISI 304 utilizado para procesar alimentos.

    Tabla 6.8 Propiedades del material AISI 304

    MATERIAL AISI 304

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

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    . 2Esfuerzo tangencial o circunferencial

    Ec. 6-5Esfuerzo longitudinal

    Ec. 6-6Tabla 6.9. Determinacin del espesor del cilindro

    Dimetroexterno

    (cm)

    Presin(Kg/cm2)

    Dimetrointerno

    (cm)

    Espesor(t)

    (cm)

    Esfuerzocircunferencial

    (Kg/cm

    2

    )

    Esfuerzolongitudinal

    (Kg/cm

    2

    )62 0,003312 61,9 0,1 1,025064 0,512532

    62 0,003312 61,8 0,2 0,511704 0,255852

    62 0,003312 61,7 0,3 0,340584 0,170292

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

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    Tabla 6.10 Caractersticas del haba a tostar

    HABADensidad del haba =750 Kg/mConductividad trmica K=0,2515 W/m C

    Humedad inicial del haba wi=0,14 Kg agua/ Kg Haba

    Humedad final del haba wf= 0,05 Kg agua/ Kg Haba

    CONDICIONES AMBIENTALES

    Temperatura ambiente de bulbo seco Tabs= 25 C

    Temperatura ambiente de bulbo hmedo Tabh= 28 C

    Humedad relativa del ambiente a= 60%

    Fuente: Alex Heredia

    Tabla 6.11 Propiedades del fluido a las condiciones de tostado

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    Coeficiente de conveccin interno en la cmara de tueste

    Para encontrar este coeficiente se determinara primero el nmero de Reynolds, la

    velocidad media del fluido se establece en 1m/s considerando una conveccin libre ya

    que no existe ningn medio externo como un ventilador que otorgue velocidad al fluido.

    Ec. 6-7Dnde:

    V: Velocidad media del fluido (1 m/s).

    D: Dimetro de la cmara de tueste (0,62 m)

    : Viscosidad cinemtica (m2/s)

    29Segn el nmero de Reynolds se tiene un rgimen turbulento; entonces se determina el

    nmero de Nusselt para este tipo de rgimen, donde el nmero de Prandtl se encuentra

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

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    6.7.4 Clculo de la temperatura en la superficie del haba durante el proceso de

    tueste

    Volumen de una partcula

    Una vez medidos cada lado del haba se obtuvo el tamao promedio de cada uno de ellos

    (a, b, c) para que con la ayuda de la siguiente formula se pueda calcular el volumen de la

    particular.

    Donde a, b, c se refieren a la magnitud promedio de cada lado del haba

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

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    .Determinacin del nmero de Biot en un sistema transitorio

    Con los datos obtenidos se determina la temperatura que se encuentra las habas dentro

    de la cmara de tueste, aplicando sistema de flujo transitorio considerando a una esfera.

    Se determina el nmero de Biot 1

    Ec. 6-12

    Entonces existen gradientes importantes de temperaturas

    El nmero de Fourier es:

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    Entonces:

    Con estos resultados se obtiene (C1) y ( 1)

    2

    C1 =1,0149

    1=0,3852

    Para determinar la temperatura en la superficie del se haba se aplica el mtodo de

    solucin exacta con dos trminos.

    Para encontrar el coeficiente

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

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  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

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    = Calor especifico del aire 1,005 KJ/Kg 0K=Masa del haba a tostar 90Kg= Calor especifico del haba 3,82 KJ/Kg 0K= Tiempo de tostacin 2700s

    = Masa del agua a evaporar=Calor latente del agua a una Tsat = 3650K= Diferencia de temperaturasComo primer paso se determina la cantidad de aire que se encuentra dentro de la cmara

    de tueste mediante la ecuacin de estado de los gases.

    Ec. 6-20Dnde:

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    ( ) Ec. 6-21 9 9 5 Entonces se tiene:

    5 529 9 2 29929222 9

    6.7.6

    Clculo de la temperatura en la cmara de combustin (Tcb)

    A partir de la ecuacin del coeficiente de conveccin se determina la temperatura en la

    cmara de combustin:

    Ec. 6-22

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    Se despeja la temperatura de la cmara de combustin:

    2 5

    2

    2296.7.7 Determinacin del coeficiente de conveccin en la cmara de combustin

    Con la temperatura de la cmara de combustin se determina las propiedades termo-

    fsicas de la materia.

    (Tcb= 11020K)= Temperatura en la cmara de combustin

    9 (Anexo AIII)

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    Con los datos obtenidos se determina el nmero de Nusselt:

    Ec. 6-25

    Finalmente se obtiene el coeficiente de conveccin en la cmara de combustin hcb

    Ec. 6-26 9 6.7.8 Prdidas de calor en la cmara de tueste

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    79/184

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    r4= Radio externo del caparazn que cubre la cmara de combustin 0,400(m)

    hcb = Coeficiente de conveccin cmara de combustin 6,4 ( )

    Conveccin natural del aire 5 Conductividad trmica del material AISI 30459

    5 0K

    KB= Conductividad trmica del aislante 0,046 (W/m*0K)

    Tabla 6.12 Tipo de conveccin y fluido

    Fuente:

    www.ing.unrc.edu.ar/materias/energia_solar/archivos/teoricos/teorico_conveccion.pdf

    http://www.ing.unrc.edu.ar/materias/energia_solar/archivos/teoricos/teorico_conveccion.pdfhttp://www.ing.unrc.edu.ar/materias/energia_solar/archivos/teoricos/teorico_conveccion.pdfhttp://www.ing.unrc.edu.ar/materias/energia_solar/archivos/teoricos/teorico_conveccion.pdfhttp://www.ing.unrc.edu.ar/materias/energia_solar/archivos/teoricos/teorico_conveccion.pdfhttp://www.ing.unrc.edu.ar/materias/energia_solar/archivos/teoricos/teorico_conveccion.pdf
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    Fig. 6.6 Resistencias trmicas a travs de la plancha frontal

    Fuente:Alex Heredia

    Dnde:

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    L= Espesores de pared de los componentes del tostador

    LC=0,015m

    LD=0,0015m

    LE=0,015m

    Coeficiente de conveccin interno Coeficiente de conveccin en la cmara de combustin Conveccin natural del aire 5 = rea = 2 a= 0,8m

    h= 0,4m

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    Perdidas de calor en la plancha posterior (qx2)

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    Dimetro de la chimenea a la entrada

    Velocidad de salida de los gases

    Temperatura de entrada en la chimenea

    Temperatura ambiente

    Para la temperatura de la chimenea se asume una T promedio de entre la T amb- Tcbde25C - 829CLa temperatura de chimenea es de 400C

    Ec. 6-30

    Flujo msico Densidad del aire 0,50

    VeloCidad de salida de los gases 2 m/s

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    b) Altura de chimenea (H)

    Para determinar la altura se considera la velocidad de los gases de combustin por

    conveccin natural

    Con la temperatura en la chimenea se procede a determinar la altura de la misma de la

    forma siguiente:

    Ec. 6-31Dnde:

    Temperatura ambiente 25 0C Temperatura a la salida en la chimenea 388,150CK= Constante 0,3

    V= Velocidad de salida de los gases 2 m/s

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    Ec. 6-33 2 9

    5

    Tabla 6.13 Caractersticas tcnicas del quemador seleccionado

    Fuente: http://www emcombustion es/

    http://www.emcombustion.es/New/pdfs/em_5-8-15-20_g2.pdfhttp://www.emcombustion.es/New/pdfs/em_5-8-15-20_g2.pdf
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    Dnde:

    0,0000130C-1, coeficiente de dilatacin lineal para el acero

    L0= 1,24m, longitud inicial.

    Lf= Longitud final

    T0= Temperatura inicial.250

    C

    Tf= Temperatura final 8290C

    2[ 2925]

    25

    252Segn el resultado existe un incremento de 10mm en la longitud del cilindro de acero.

    6.7.13 Diseo del sistema motriz de la cmara de tueste

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    Seleccin del motorreductor

    Para la seleccin se lo realiza mediante la obtencin de la inercia que debe vencer el

    motor para generar el momento en la cmara de tueste.

    Para esto de utiliza lo siguiente:

    Ec. 6-35

    Dnde:

    M= momento, (Nm)

    I= Inercia de las masas (Kg*m2)

    = Aceleracin angular (rad/seg)Entonces:

    Ec. 6-36

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    89/184

    Longitud del eje 1,24m

    Densidad del material 7900 Kg/m3

    2 Inercia del cilindro de tueste

    () Ec. 6-38 Longitud del cilindro1, 24m Dimetro exterior del cilindro 0,62m

    Dimetro interior del cilindro 0,618m Densidad del material 7900 Kg/m3 9Inercia de los soportes o volantes de la cmara de tueste

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    90/184

    ( ) Ec. 6-39

    Inercia de la horquilla Inercia de las barraEntonces:

    Ec. 6-40 () 2 Por cada horquilla existen 4 barras solidarias al cilindro la inercia de cada una de ellas

    es:

    Ec. 6-41

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    91/184

    Fig. 6.9 Cmara de tueste cargada con el haba

    Fuente: Alex Heredia

    Para esto se considera que el haba ocupa el 50% del volumen de la cmara de tueste.

    Como primer paso se determina el permetro que ocupa el peso o masa a tostar en la

    cmara de tueste.

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    92/184

    Dnde:

    Ec. 6-45 Ec. 6-46

    2

    5

    99

    Entonces la inercia de la masa de haba sobre el cilindro de tueste es:

    Ec. 6-47

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    93/184

    Ec. 6-48Dnde:

    Momento torsin del motor al eje (N*m) Momento opuesto producido por el deslizamiento del haba (N*m)

    Ec. 6-49 9 9 9 22 Para la aceleracin angular, se establece un tiempo de arranque del motor de 3seg., porser un arranque directo, tambin se conoce el nmero de revoluciones es de 47rpm o

    4,92 rad/s

    Los motores de baja potencia (menos de 10 HP) pueden arrancar en forma directa, esto

    se puede lograr de dos formas: con guardamotor o con contactor.

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    A continuacin se muestra el diagrama de instalacin y proteccin del motor:

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

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    Con los datos anteriores se obtiene la aceleracin angular:

    Dnde:

    = Aceleracin angular (rad/s2)

    = Velocidad final = 47rpm o 4,92 rad/s= Velocidad inicial = 0= Tiempo de arranque = 3s

    255 Se calcula la potencia del motor

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    Potencia del motor

    Factor de diseo = 1 Factor de servicio 1,23 2 = 1,83KW, para tener una mejor seleccin de acuerdo al catlogo lapotencia de diseo es de 2.2KW

    Tabla 6.14 Propiedades del motor reductor

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

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    2

    A continuacin se determina la potencia nominal de trabajo con la siguiente ecuacin:

    Dnde:

    Torque generado (lbf*pulg) RPM del eje central 2 Con datos obtenidos anteriormente se procede a seleccionar el tipo de cadena en la tabla

    6.15.

    Tabla 6.15 Capacidad o potencia nominal de cadenas de rodillo simple (Ver Anexo VI)

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    Paso de la cadena: 15,87mm

    Nmero de dientes del pin motriz: N1=17

    Con el nmero de dientes del pin motriz y la relacin de transmisin se obtiene el

    nmero de dientes N2 para la rueda.

    5 A continuacin se determina los dimetros correspondientes al pin y la rueda, para lo

    cual se utiliza la siguiente ecuacin:

    Ec. 6-52Dnde:

    Dimetro del pin Paso de la cadena 15,87 mm

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    Dnde:

    Longitud de la cadena Paso de la cadenaC= distancia entre centros

    Numero de dientes del pin menor 17 Numero de dientes del pin mayor 53C es la distancia prevista entre centros en mm esta distancia normalmente debera de

    estar entre 30 y 50 pasos, segn RENOLD.

    95Entonces la longitud es:

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    100/184

    Fig. 6.11 Distribucin de esfuerzos eje motriz

    Fuente:Alex Heredia

    Dnde:

    Mt= Momento torsor (Nm)

    FM= Fuerza Motriz (N)

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    101/184

    2

    25

    Entonces el peso total de la cmara de tueste es de:

    25 2 5 El peso total se divide para el nmero de radios soporte que estn acoplados al eje

    motriz los cuales son 3.

    Potencia del motor = 3hp= 2200W

    Numero de revoluciones del cilindro de tueste f= 47 rpm.= 0,78 rev./seg

    . Ec. 6-55En la Fig. 6-11 existen torques generados en los puntos C, D y E los cuales deben ser

    considerados en el diseo el resultado de la suma de estas torques es de 482 (N*m)

    teniendo como torque total lo siguiente:

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    102/184

    Ec. 6-57 55 52 9 9 5 2 5

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    103/184

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    104/184

    Fig. 6.13 Seccin del eje en los puntos A y B

    Fuente:Alex Heredia

    En la fig. 6.13 se observa las condiciones para el funcionamiento del eje

    Diseo del eje para estado de cargas estticas

    Los principales esfuerzos a los que se encuentra sometido el eje son:

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    105/184

    De la teora de esfuerzo cortante mximo se tiene que:

    Ec. 6-60 Con el momento mximo se procede a calcular el dimetro del eje para el estado de

    carda esttica con la siguiente ecuacin:

    Ec. 6-61

    El material que se utilizara es el acero AISI 304 cuyas propiedades son:

    Mdulo de elasticidad (E) 190GPa=1930000 (kg/cm2)

    Resistencia ltima (Sut.) 82.4 [kpsi]=5793.29 (kg/cm2)

    Resistencia de fluencia mnima (Sy.) 40 [kpsi]=2812.28 (kg/cm2)

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    106/184

    Para una mayor confiabilidad en el diseo el dimetro ser de 40mm con lo que el

    nuevo factor de seguridad es:

    255299 9 2Diseo del eje para estado de cargas dinmicas

    Para este anlisis se considera que la carga a la que se encuentra sometido el eje es de

    forma variable por el movimiento continuo del haba en la cmara de tueste, que produce

    un esfuerzo a flexin alternante y un esfuerzo torsional constante.

    Ec. 6-63 Ec. 6-64Dnde:

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    107/184

    Para encontrar el dimetro es necesario considerar los factores modificadores de la

    resistencia a la fatiga Se.

    Ec. 6-66 5 29Dnde:

    Limite de resistencia a la fatiga del eje.= Limite de resistencia a la fatiga en viga rotatoria.

    = Factor de superficie.= Factor de tamao.= Factor de confiabilidad.

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    108/184

    Tabla 6.17 Parmetros para la seleccin del factor de superficie

    ACABADO

    SUPERFICIAL

    Factor a Exponente

    bkpsi MPaEsmerilado 1,34 1,58 - 0,085

    Maquinado o laminado en frio 2,7 4,51 - 0,265

    Laminado en caliente 14,4 57,7 - 0,718

    Como sale de la forja 39,9 272 - 0,995

    Fuente:Joseph E. Shigley, Diseo en Ingeniera Mecnica

    Los factores de tamao para esfuerzos de flexin y torsin se obtienen de las siguientes

    expresiones

    Fuente:Joseph E. Shigley, Diseo en Ingeniera Mecnica

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    109/184

    El factor de temperatura se puede establecer considerando las siguientes condiciones:

    Fuente:Joseph E. Shigley, Diseo en Ingeniera Mecnica

    Para el factor de concentracin de esfuerzos kfse lo determina aplicando el concepto de

    sensibilidad a las muescas (q) junto con (kt) que es el factor de concentracin de

    esfuerzos terico de la siguiente forma:

    Ec. 6-68

    Entonces:

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    110/184

    99Posteriormente se determina el momento alternante Ma con la siguiente ecuacin:

    | | Ec. 6-69

    |

    |

    Con esto se determina el dimetro del eje

    *

    +

    * +

    5 5

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    111/184

    El dimetro seleccionado para el diseo del eje es de 40mm con esto el factor de

    seguridad para el estado de cargas alternantes es:

    Con los datos obtenidos anteriormente se estableci el momento mximo en el punto A

    a continuacin se realiza un anlisis en esta seccin.

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    112/184

    Para determinar el factor de concentracin de esfuerzos Kt se utiliza la tabla A 15-9 3con

    D/d =38/35 =1,08 y r/d = 3/3 =0,09 y se lee Kt = 1,6 sustituyendo Sut = 82,4 kpsi en la

    ecuacin de la constante de Neuber se tiene:

    99Al sustituir el resultado anterior se determina el factor de concentracin de esfuerzo por

    fatiga Kf

    9 5

    El nuevo factor de reduccin de la resistencia a la fatiga () es:

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    113/184

    9 5 5

    29 5Los esfuerzos sometidos a flexin y torsin se los obtiene con las siguientes ecuaciones:

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    114/184

    5

    Como primer paso se determina la carga esttica equivalente Po de la siguiente forma:

    Ec. 6-70En este caso la carga axial es despreciable se tiene:

    La siguiente igualdad se produce ya que la carga axial es despreciable en comparacin a

    la carga real.

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    115/184

    = 1,2 Mquina con impactos ligeros4Entonces la capacidad de carga esttica requerida es:

    52 La capacidad de carga dinmica requerida es:

    Ec. 6-72Dnde:

    = Duracin nominal en horas de servicio

    = 1 Factor de ajuste de la duracin, para una confiabilidad de R = 90= Factor de condiciones de funcionamiento= 3 para rodamientos de bolas

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    116/184

    Fig. 6.15 Diagrama para establecer el valor de V1

    Fuente:Catlogo SKF

    De la fig. 6,15 se tiene un valor de V1= 225 mm2/s

    Con una temperatura estndar para rodamientos de 400C

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    117/184

    Para lo cual el valor de V = 225 entonces se tiene la siguiente relacin:

    Con este valor de K se determina a23

    Fig. 6.17 Factor Kappaclculo de vida nominal ajustado

    Fuente:Catlogo SKF

    De la fig. 6.17 se tiene que a23= 1

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    118/184

    Las condiciones ptimas para el desempeo del rodamiento son las siguientes:

    De acuerdo a las condiciones establecidas el rodamiento cumple con las necesidades

    requeridas para su funcionamiento.

    Diseo de los cordones de soldadura

    Para determinar la resistencia de los cordones de soldadura se debe tener en cuenta que

    existen diferentes materiales a ser soldados como es el acero AISI 304 y el A36.

    La junta a soldar de los ejes soportes del cilindro de tueste son de acero inox. AISI 304,se selecciona el siguiente electrodo:

    INDURA, AWS: E-308L-16 1/8 5

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    119/184

    Fig. 6.18 Junta soldada eje soporte y manzana del eje motriz

    Fuente:Alex Heredia

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    120/184

    2 5 El esfuerzo admisible es menor que el proporcionado por el material de aporte entonces

    el electrodo seleccionado INDURA, AWS: E-308L-16

    1/8 es el adecuado para este

    tipo de junta.

    Para las dems juntas de perfil estructural de acero A36 se las soldaduras se realiza con

    el electrodo INDURA, AWS: E-7018, las propiedades se encuentran en el Anexo VII

    C l l d l h t h t

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    121/184

    255

    25 Las chavetas son elementos que usa para sujetar por lo general las poleas y engranes alos ejes.

    Fuerza tangencial en la superficie del ejeW = Velocidad angular

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    122/184

    De la tabla 7-6 5se selecciona un tamao de cua donde t = 6mm, para el diseo se

    asume un factor de seguridad mnimo de n =2

    55 2

    5

    Anlisis del chavetero sometido a aplastamiento

    Las propiedades del material SAE 1018 del eje son:

    Sy = 370 MPa = 37,72 Kg/ mm2

    9 9 Con el esfuerzo de aplastamiento y considerando solo la mitad de la chaveta se recalcula

    la longitud

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    123/184

    Pernos sujetadores para las planchas

    Fig. 6.21 Ubicacin de los pernos en la plancha

    Fuente:Alex Heredia

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    124/184

    5222 5222 Cada perno est sometido a esta fuerza cortante, con la siguiente ecuacin se determina

    el esfuerzo cortante, para lo cual se impone un factor de seguridad de n = 4

    5222 2

    Las caractersticas mecnicas del perno a utilizar es: Perno grado SAE 5

    Sp = 85 Kpsi = 587,49 N/mm2

    Sy = 92 Kpsi = 635,87 N/mm2

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    125/184

    59 999 Determinacin del esfuerzo

    Dnde:

    Pretension inicial de los pernos para conexin desmontable

    Fuerza que pueda desmontar el perno sin deformarse rea de esfuerzo a tensin Fuerza de traccin

    Factor de seguridad

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    5 999 Se determina el dimetro nominal el cual es 4mm sin embargo el dimetro es muy

    pequeo por lo cual se opta por seleccionar uno de 8mm debido que tendr mayorseguridad.

    6.8

    ADMINISTRACIN

    El presente estudio se ha realizado en base a la informacin existente en la empresa, la

    cual produce harina, dentro de esto uno de los procesos que se realizan es el tueste delhaba, adems los ensayos ejecutados en el laboratorio sobre este proceso permiten

    obtener parmetros para el desarrollo de tablas de adquisicin, demostrando los

    objetivos propuestos anteriormente.

    El equipo diseado se encuentra listo para su posterior construccin mediante la

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    127/184

    Dentro del campo industrial es conocido que este tipo de sistemas se encuentran muy

    inmiscuidos en la industria alimenticia. Razn por la cual es de vital importancia

    conocer bien este tipo de sistemas.

    6.9PREVISIN DE LA EVALUACIN

    6.9.1 Arranque para operacin diaria

    A continuacin se detalla los pasos a seguir para la puesta en marcha de la tostadoraindustrial de haba.

    1. Verificar que las conexiones de entrada de GLP estn sin fuga.

    2. Colocar la carga a tostar en la tolva.

    3. Encender el motor-reductor colocando el interruptor en la posicin ON para

    proporcionar movimiento a la cmara de tueste.

    4.

    Encender el quemador colocando el interruptor en la posicin ON para dar

    energa calorfica al sistema.

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    10.Disminuir la potencia calorfica hasta cargar nuevamente la cmara de tueste con

    el haba.

    6.9.2 Programa de auto-mantenimiento para maquinas nuevas

    Para el desarrollo de este mantenimiento preventivo debemos tener en cuenta los

    siguientes aspectos:

    Limpieza.

    Engrase.

    Seguridad de funcionamiento.

    Ajuste de elementos en movimiento y sus medios de control y vigilancia de susituacin.

    Con lo cual se podr mantener a la maquina existente en su punto ptimo u de origen

    para que esta pueda ser utilizada sin temor de sufrir dao durante su utilizacin.

    Tabla 6.19 Programa de auto-mantenimiento

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    129/184

    AUTO-MANTENIMIENTO

    OPERARIO: MAQUINA. COD.: SECCIN:PLANTAEQUIPO:TOSTADORA

    INDUSTRIAL

    SUBCONJUNTO TAREA A REALIZAR

    Frecuencia a realizarT.R.

    Responsable

    Marcha/paradaDiari

    oSemana

    lTrimestra

    lAnua

    l

    MOTORRevisar su estado y ajuste a lamaquina X

    10min Operario P

    QUEMADORRevisar su estado y conexiones deGLP X

    10min Operario P

    C MARA DETUESTE Limpiar y sopletear X 15min Operario P

    CHUMACERAS Revisar y engrasar X10mi

    n Operario PPLANCHAFRONTAL

    Revisar estado de pernos desujecin X 5min Operario M/P

    PLANCHAFRONTAL

    Revisar estado de pernos desujecin X 5min Operario M/P

    Fuente:Alex Heredia

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

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    BIBLIOGRAFA

    1. Cengel, Y. (2003). Termodinamica (Cuarta edicin ed.). Mexico, Mexico:MacGraw.

    2. Cengel, Y. A. (2007). Transferencia de Calor y Masa (Cuarta edicin ed.).

    Mexico: Roig Vsquez.

    3.

    Incropera. (1999). Transferencia de calor (Cuarta edicin ed.). Mexico: PrenticeHall-Hispano America S.A.

    4. INEN. (1989). Codigo de Dibujo Tcnico. Quito.

    5. Molina, J. (2008). Apuntes de Control industrial. Quito, E.P.N.

    6. Mott, R. (1992). Diseo de Elementos de Mquinas (Cuarta edicin ed.).Mexico: Printice-Hall.

    7. Nio, I. V. (2005). Guia agronomica, Cultivo del Haba.

    8. Norton, R. (2000). Diseo de Maquinaria. Mexico: McGraw.

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    131/184

    espol.edu.ec.

    http://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/7693/1/Tesis.pdf

    http://www.ingetecsa.com/inicio.php?opc=3

    http://biblioteca.epn.edu.ec/catalogo/fulltext/CD-3341.pdf

    http://www.tzulin.com/es-product-3.htm

    http://www.nord.com

    http://www.E&Mcombustion.com

    http://biblioteca.epn.edu.ec/catalogo/fulltext/CD-3341.pdfhttp://www.tzulin.com/es-product-3.htmhttp://www./http://www.e%26mcombustion.com/http://www.e%26mcombustion.com/http://www./http://www.tzulin.com/es-product-3.htmhttp://biblioteca.epn.edu.ec/catalogo/fulltext/CD-3341.pdf
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    ANEXO A I

    ZONAS DE CULTIVO DE HABAS EN EL ECUADOR

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

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    134/184

    ANEXO A II

    FORMATO DE RECOLECCIN DE DATOS

    UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATO

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    FACULTAD DE INGENIERA CIVIL Y MECNICACARRERA DE INGENIERA MECNICA

    ENSAYO DEL TUESTE DE HABAS

    DATOS INFORMATIVOSENSAYO#: 0 LUGAR : Lab. Fac. I.C.M

    FECHA : 28/10/2011 EJECUTOR: Alex Heredia

    ENSAYO

    ENTRADA DEL PRODUCTO SALIDA DEL PRODUCTO

    Tipo de haba: Haba tierna Peso (Kg) 0,48

    Velocidad cmara detueste(rpm) :

    46,7

    Peso (Kg) : 1,82 Temperatura final 0C 90

    Coloracin: Verde claro

    Humedad inicial (KgH2O/Kg haba):

    14

    Presin GLP (bar) 1 Coloracin Gris obscuroTemperatura deprecalentamiento 0C:

    40

    Tiempo deprecalentamiento (min)

    4

    REGISTRO DE LA OPERACIN DE TUESTE

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

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    UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATOFACULTAD DE INGENIERA CIVIL Y MECNICA

    CARRERA DE INGENIERA MECNICAENSAYO DEL TUESTE DE HABAS

    DATOS INFORMATIVOS

    ENSAYO#: 1 LUGAR : Lab. Fac. I.C.M

    FECHA : 31/10/2011 EJECUTOR: Alex Heredia

    ENSAYO

    ENTRADA DEL PRODUCTO SALIDA DEL PRODUCTOTipo de haba: Haba seca

    Peso (Kg) 1,2Velocidad cmara de

    tueste(rpm) :

    46,7

    Peso (Kg) : 1,36

    Temperatura final 0C 90

    Coloracin: Beige

    Humedad inicial (Kg

    H2O/Kg haba): 14

    Presin GLP (bar) 0,5 Coloracin Dorada

    Temperatura de

    precalentamiento 0C: 40

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

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    UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATOFACULTAD DE INGENIERA CIVIL Y MECNICACARRERA DE INGENIERA MECNICA

    ENSAYO DEL TUESTE DE HABAS

    DATOS INFORMATIVOS

    ENSAYO#: 2 LUGAR : Lab. Fac. I.C.M

    FECHA : 01/11/2011 EJECUTOR: Alex Heredia

    ENSAYO

    ENTRADA DEL PRODUCTO SALIDA DEL PRODUCTO

    Tipo de haba: Haba seca

    Peso (Kg) 1,15Velocidad cmara de

    tueste(rpm) :

    46,7

    Peso (Kg) : 1,36

    Temperatura final 0C 90

    Coloracin: Beige

    Humedad inicial (Kg

    H2O/Kg haba): 14

    Presin GLP (bar) 1 Coloracin Dorada

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    138/184

    UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATOFACULTAD DE INGENIERA CIVIL Y MECNICACARRERA DE INGENIERA MECNICA

    ENSAYO DEL TUESTE DE HABASDATOS INFORMATIVOS

    ENSAYO#: 3 LUGAR : Lab. Fac. I.C.M

    FECHA : 07/11/2011 EJECUTOR: Alex Heredia

    ENSAYO

    ENTRADA DEL PRODUCTO SALIDA DEL PRODUCTO

    Tipo de haba: Haba seca

    Peso (Kg) 2,66Velocidad cmara detueste(rpm) :

    46,7

    Peso (Kg) : 2,90

    Temperatura final 0C 92Coloracin: Beige

    Humedad inicial (KgH2O/Kg haba):

    14

    Presin GLP (bar) 1 Coloracin Dorada

    Temperatura deprecalentamiento 0C:

    40

    Tiempo deprecalentamiento (min)

    4

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    139/184

    UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATOFACULTAD DE INGENIERA CIVIL Y MECNICA

    CARRERA DE INGENIERA MECNICAENSAYO DEL TUESTE DE HABAS

    DATOS INFORMATIVOSENSAYO#: 4 LUGAR : Lab. Fac. I.C.M

    FECHA : 07/11/2011 EJECUTOR: Alex Heredia

    ENSAYO

    ENTRADA DEL PRODUCTO SALIDA DEL PRODUCTO

    Tipo de haba: Haba secaPeso (Kg) 2,6Velocidad cmara de

    tueste(rpm) :46,7

    Peso (Kg) : 2,9

    Temperatura final 0C 92Coloracin: Beige

    Humedad inicial (KgH2O/Kg haba):

    14

    Presin GLP (bar) 0,5 Coloracin DoradaTemperatura deprecalentamiento 0C:

    40

    Tiempo deprecalentamiento (min) 4

    REGISTRO DE LA OPERACIN DE TUESTE

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    140/184

    UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATOFACULTAD DE INGENIERA CIVIL Y MECNICA

    CARRERA DE INGENIERA MECNICAENSAYO DEL TUESTE DE HABAS

    DATOS INFORMATIVOS

    ENSAYO#: 5 LUGAR : Lab. Fac. I.C.M

    FECHA : 06/12/2011 EJECUTOR: Alex Heredia

    ENSAYO

    ENTRADA DEL PRODUCTO SALIDAD DEL PRODUCTO

    Tipo de haba: Haba seca

    Peso (Kg) 6,85Velocidad cmara detueste(rpm) :

    46,7

    Peso (Kg) : 7

    Temperatura final 0C 92

    Coloracin: Beige

    Humedad inicial (Kg

    H2O/Kg haba): 14

    Presin GLP (bar) 1 Coloracin Dorada

    Temperatura deprecalentamiento 0C:

    40

    Tiempo deprecalentamiento (min)

    4

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    141/184

    ANEXO A III

    PROPIEDADES TERMO FSICAS DE LA MATERIA

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    142/184

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    143/184

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    144/184

    ANEXO V

    SELECCIN DE MOTOR REDUCTOR

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    145/184

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    146/184

    ANEXO VI

    SELECCIN DE CADENA Y CHUMACERA

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    147/184

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    148/184

    ESPECIFICACIONES DE RODAMIENTOS Y CHUMACERAS DE PISO SKF

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    149/184

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    150/184

    ANEXO VII

    PROPIEDADES MECNICAS DEL METAL DEPOSITADO Y DE PERFILES

    ESTRUCTURALES

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    151/184

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    152/184

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    153/184

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    154/184

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    155/184

    A

    8765432

    A

    1

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    156/184

    1 2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    10

    11

    12

    13 14

    15

    16

    17

    18

    19

    20

    21

    22

    23

    24

    25

    26

    27

    28

    29

    30

    31

    32

    33

    34

    54321

    C

    B

    F

    E

    D

    C

    B

    Escala:

    Apro.Rev.

    Dib.

    (Sustitucin)

    NombreFecha

    Nmero del dibujo:

    Denominacin:

    Materiales:

    NombreFechaModificacinEdi-

    cin

    (Peso)Tolerancia

    No.depieza Denominacin

    No. deNorma/dibujo Material

    No.deorden

    No. delModelo/semiproducto

    PesoKg/pieza Observasiones

    1

    7

    5

    3

    6

    4

    2

    Bastidor ASTM A36 Trazo - cortePlancha frontal entrada y salida ASTM A36

    Plancha posterior para prod.comb. ASTM A36Eje motriz AISI 304 Torneado

    Cilindro de tueste AISI 304 Barolado

    Bosin de eje central AISI 304 Torneado

    8

    9

    10

    1112

    13

    Ejes soporte del eje central AISI 304 Torneado

    Tambor de aspas AISI 304 Trazo - corte

    Tapa del cilindro AISI 304

    AISI 304

    Trazo - corte

    Plancha perforara para tapa

    Bosin para tapa TorneadoAISI 304

    14

    1516

    1718

    19

    Ejes de fijacin para planchas ANSI 1020 Torneado - roscado

    Mesa para cubiertas ASTM A36

    Tuerca para eje de fijacin

    ASTM A36

    ASTM A36

    ANSI1020

    Base del quemador cmara comb.

    ASTM A36

    Trazo - corte

    Extructura interna

    ASTM A36

    20

    21

    22

    24

    25

    26

    27

    Cubierta interna

    Lana de vidrio

    Extructura externa

    Cubierta Externa INOX 201

    ASTM A36ASTM A36

    Barolado - soldado

    23

    Manzana para rodamiento ANSI 1020 Torneado

    Boca de entrada

    INOX 201

    2930

    31

    ASTM A36

    ASTM A36

    ASTM A36

    ASTM A36

    28

    Tolva Trazo-corte-pliege

    Base soporte - tolva

    Platina espaciadora

    Trazo y corte

    Trazo y corte

    32

    33

    34

    Compuerta de salida Corte oxiacetileno

    Corte - barolado

    ANSI 1020

    ANSI 1020 Seleccionado

    Seleccionado

    Seleccinado

    Tostadora Industrial de haba 1:20

    E1

    Heredia Alex

    Ing. Cabrera S.

    22/11/12

    Perfiles estructurales A36Planchas y ejes AISI 304+- 0,1

    Ing. Cabrera S.

    Rueda catalina de 53 dientesRueda catalina motriz de 17 dientesMotorreductor 2hp SK1 SI75-IECNORD

    Chumacera SKF de piso

    Trazo - corte

    105x37

    Barolado - soldado

    Moldeado - soldado

    Trazo - corte

    Torneado - roscado

    38.1x156050.8x25

    Trazo - corte

    25.4x29250.8x50

    38.1x1700Corte oxiacetileno

    Corte oxiacetilenoPlancha de e=15mmViga upn

    448,5Kg

    1

    11

    3

    1

    1

    12

    1

    11

    12

    1

    1

    11

    11

    11

    1

    1

    11

    1

    2

    1

    1

    1

    11

    2

    Plancha de e=15mm

    Plancha de e=2mm

    Plancha de e=2mm

    Plancha de e=2mm

    Placa de e=5mm

    Plancha de e=3mm

    Placa de e=5mm

    Tool de e=1.25

    Espesor de 5mm

    Perfil en L de 25.4x3

    Tool de e= 1.25

    Placas de e=5mmPlaca de e=3mm

    Plancha de e= 2mm

    Perfil en L 100x50x3

    Platina de 50x50x3

    Placa de e= 15mm

    Tool de e = 2mm

    DESPIECE

    55x50

    SeleccionadoPotencia de 55 KWProveedorQuemador

    Perfil en L de 25.4x3

    0.046(W/m K) Seleccionado

    Moldeado - soldado

    Compuerta de entrada Trazo - corte

    Soporte vertical Perfil en L 1332x30x4

    Chimenea

    2

    1

    ISOISO Seleccionado

    SKF

    Trazo - corteASTM A36

    78,58

    30

    31

    14,82

    0,44

    19,24

    1,19

    17,02

    5,12

    4,9

    13,54

    0,34

    22,9

    1,67

    11,8

    27,88

    12,33

    48,6

    2,61

    8,62

    11,34

    21,65

    3

    0,5

    0,7

    1,2

    3,2

    0,5

    22/11/12

    22/11/12

    UTAIng. Mecnica

    4

    A

    8765432

    A

    1

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    157/184

    2548

    1914

    990

    E

    D

    C

    B

    4321

    F

    E

    D

    C

    B

    Escala:

    Apro.Rev.

    Dib.

    (Sustitucin)

    NombreFecha

    Nmero del dibujo:

    Denominacin:

    Materiales:

    NombreFechaModificacinEdi-

    cin

    (Peso)Tolerancia

    Perfiles estructurales A36Planchas y ejes AISI 304

    Tostadora Industrial de haba

    00 U.T.A.Ing. Mecnica

    Ing. Cabrera S.

    Heredia Alex22/11/12

    1:20

    +- 0,1

    Ing. Cabrera S.

    448,5Kg

    22/11/12

    22/11/12

    CARACTERSTICAS TCNICAS

    Capacidad de cargaPotencia motorreductor

    Potencia quemadorConsumo mximo GLPRPM Cmara de tuesteTemperatura de tueste

    Transmisin por cadena

    90 Kg3 hp.Simple No. 60 tipo A501,5 Kcal/s4,6 Kg/h47 rpm92 C

    1450

    391

    46

    990

    219

    341

    97

    198

    N9A

    8765432

    A

    1

    ( )

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    158/184

    1800190

    80745

    791

    4

    00

    50

    360

    347

    546

    B

    1001

    275

    118

    4x 16 x198

    200

    830

    175

    L 50x50x5L 25x25x4L 50x50x5Perfil C 80x40x3

    SMAW E-7018

    DETALLE B

    ESCALA 1 : 10

    SMAW E-7018

    UTA

    Ing. Mecnica

    E

    D

    C

    B

    4321

    F

    E

    D

    C

    B

    85,7Kg0,1

    Heredia Alex05/10/12

    Perfil estruturalASTM A36

    Bastidor 1:20

    01

    Escala:

    Apro.Rev.

    Dib.

    (Sustitucin)

    NombreFecha

    Nmero del dibujo:

    Denominacin:

    Materiales:

    NombreFechaModificacinEdi-

    cin

    (Peso)Tolerancia

    Ing. Cabrera S.

    Ing. Cabrera S.

    05/10/12

    05/10/12

    NOTA:

    La junta soldada entre perfil C se realiza segn detalle B

    La junta soldada entre perfil L se especifica en el plano

    Eliminar esquinas cortantes

    N9

    A

    4321

    ( )

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    159/184

    R41

    6

    300

    400

    R309270

    502

    294

    435

    50

    80

    160 4x M1038

    30

    4x(

    16)

    Perforaciones ycores pasantes

    C

    B

    A

    N9

    A

    4321

    ( )

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    160/184

    1763

    01

    55

    400

    620

    160

    495R416

    6x

    16

    2x

    30x1

    60

    150

    100

    Perforaciones pasantes

    C

    B

    A

    570983

    N9A

    8765432

    A

    1

    ( )

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    161/184

    2x45

    413

    B

    A

    DETALLE AESCALA 1 : 2.5

    E-308L

    2x45

    48

    5

    5

    M 8

    DETALLE BESCALA 1 : 2.5

    UTA

    Ing. Mecnica

    E

    D

    C

    B

    4321

    F

    E

    D

    C

    B

    30.3 Kg0,1

    Heredia Alex22/11/12

    Acero AISI 304

    Conjunto Motrz 1:10

    04

    Escala:

    Apro.Rev.

    Dib.

    (Sustitucin)

    NombreFecha

    Nmero del dibujo:

    Denominacin:

    Materiales:

    NombreFechaModificacinEdi-

    cin

    (Peso)Tolerancia

    Ing. Cabrera S.

    Ing. Cabrera S.

    22/11/12

    22/11/12

    AN6

    A

    4321

    ( )

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    162/184

    40

    1700

    500

    5

    70

    2x

    45

    5

    38

    102

    DETALLE AESCALA 1 : 2.5

    Ranuar 5x5

    C

    B

    A

    N6

    A

    4321

    ( )

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    163/184

    25 5

    15

    25

    C C

    N7

    75

    25 2 x M8

    C

    B

    N6

    A

    4321

    ( )

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    164/184

    289

    25 H6

    C

    B

    5E-308L

    50

    N9

    A

    875432

    A

    1 6

    ( )

  • 7/26/2019 Tostadora de Haba

    165/184

    50

    155

    465

    775

    1085

    620

    119

    0

    1240

    1240

    1240

    R310

    Plancha sin barolar

    UTA

    Ing. Mecnica

    E

    D

    C

    B

    4321