1 Informe Requerimiento de Maquinaria

REQUERIMIENTO DE MAQUINARIA QUE INTERVIENE EN EL PROCESO PRODUCTIVO

CUBILLOS RIVERA LEIDY JULIETHERNANDEZ DELGADO ALEJANDRALALINDE FORERO CRISTIAN STICK

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE- SENACENTRO DE GESTIÓN INDUSTRIAL

TECNOLOGÍA PROCESOS DE LA INDUSTRIA QUIMICABOGOTÁ

2013

REQUERIMIENTO DE MAQUINARIA QUE INTERVIENE EN EL PROCESO PRODUCTIVO

CUBILLOS RIVERA LEIDY JULIETHERNANDEZ DELGADO ALEJANDRALALINDE FORERO CRISTIAN STICK

MARIA FERNADA PALACIOS PALACIOSINGENIERA INDUSTRIAL

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE- SENACENTRO DE GESTIÓN INDUSTRIAL

TECNOLOGÍA PROCESOS DE LA INDUSTRIA QUIMICABOGOTÁ

2013

TABLA DE CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN....................................................................................................52. OBJETIVOS...............................................................................................................6

2.1 OBJETIVO GENERAL.......................................................................................62.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS.............................................................................6

3. GLOSARIO.................................................................................................................74. MAQUINARIA ACTUAL...........................................................................................85. MAQUINARIA INDUSTRIAL...................................................................................96. MAQUINARIA REQUERIDA...............................................................................10

8.1 TANQUE BIORREACTOR MULTIUSOS PARA ELABORAR YOGURT.106.2 TANQUE PARA PASTEURUZACIÓN...........................................................146.3 MEZCLADORES...............................................................................................166.4 BOMBAS DE TRANSPORTE DE YOGURT..................................................46.5 ENVASADO SEMIAUTOMÁTICO..................................................................20

7. CONCLUCIÓNES...................................................................................................2110. BIBLIOGRAFIA......................................................................................................22

LISTA DE IMAGENES

Pág.Imagen 1. Tanque biorreactor.………………………………………………….10Imagen 2. Esquema de biorreactor…………………………………………….11Imagen 3. Tanque para pasteurización………………………………………..14Imagen 4. Mezcladores rotor/ estator……..…………………………………...17Imagen 5. Bomba de pistones rotatorios………………...…………………….19

LISTA DE TABLAS

Pág.

Tabla 1 ficha técnica de biorreactor ……………………………………..12Tabla 2 ficha técnica de tanque de pasteurización……………………..15 Tabla 3 ficha técnica de de mezcladores………………………………...17Tabla 4 ficha técnica bomba de transporte……………………………....19

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1. INTRODUCCIÓN

Si se habla del requerimiento de la maquinaria en para la producción del yogurt y de mas productos en la finca Altamira es bastante extenso ya que no cuentan con maquinas debido a sus procesos mas tradicionales, aunque en una empresa se en una empresa se puede llegar a requerir de maquinarias teniendo en cuenta otros factores como el deterioro y el constante desarrollo e innovación de la tecnologías de producción de hoy en día ya que para estar bien poccionados en el mercado es importante estar a la vanguardia en cuanto a los sistemas de producción.

Sin embargo cuando se habla de una empresa pequeña la implementación de maquinaria sofisticada podría ser visto como innecesario ya que en muchas de estas los ingresos no son los suficientes coma para hacer estas inversiones por lo tanto el desarrollo tecnológico de una empresa va ligado con su desarrollo económico y su actividad en el mercado.

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2. OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GENERAL

Identificar las maquinarias y equipos que se requieren para una posible mejora en el sistema productivo de la empresa proyecto.

2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

Analizar la situación tecnológica actual de al empresa proyecto.

Determinar el grado de automatización que requiere la empresa proyecto.

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3. GLOSARIO

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4. MAQUINARIA ACTUAL

Es necesario distinguir con lo que se cuenta para determinar de lo que se carece y se requiere para una posible mejora.

Estufa industrial y casera de 6 puestos Termómetro

Equipo de acides

Pesa eléctrica

Nevera

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5. MAQUINARIA INDUSTRIAL

Hay una buena cantidad de maquinaria que es utilizada en las grandes industrias siendo estas muy activas en el mercado y debido a esto requieren de una producción a gran escala por tanto se necesita utilizar maquinas con la capacidad de manejar gran cantidad de materia prima.

Las maquinarias utilizadas en la industria son:

Recipiente de mezcla (1,000 litros)

Medidor de descarga

Sistema de esterilización (100-200 litros)

Esterilizador HTST

Esterilizador UHT

Máquina re llenadora.

Suturador

Empaquetador.

Tanque mezclador (2,500 litros).

Tanque de fermentación (2,500 litros).

Tanque almacenador de producto final

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6. MAQUINARIA REQUERIDA

Para establecer un proceso más tecnificado es necesario seleccionar el equipo adecuado que pueda llenar los requerimientos para el mejoramiento del proceso productivo y superar los límites y desventajas que presentan el método actual de elaboración artesanal.

Para dicho mejoramiento sería necesaria la implementación de las siguientes maquinarias y equipos.

8.1 TANQUE BIORREACTOR MULTIUSOS PARA ELABORAR YOGURT

La producción de yogurt se basa en el uso de microorganismos como agentes catalíticos; el equipo en el que se realiza este proceso se denomina biorreactor.

Imagen 1: Tanque biorreactor

Fuente: http://ocw.upm.es/ingenieria-quimica/ingenieria-de-la-reaccion-quimica/practicas

Un biorreactor es un sistema que mantiene un ambiente biológicamente activo; en el que se lleva a cabo un proceso químico con microorganismos o sustancias bioquímicamente activas derivadas de los mismos; el cual puede ser aeróbico o anaeróbico.

El recipiente en donde se realiza el cultivo, debe tener un ambiente uniforme y adecuada y adecuado para los micro organismos; un biorreactor busca mantener ciertas condiciones ambientales propicias (pH, temperatura, concentración de oxigeno, etc.) al elemento que se cultiva.

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A continuación de ilustra el esquema de un biorreactor, el aquipo fundamental en la microbiología industrial.

Imagen 2: Esquema de biorreactor

Fuente: Manual de microbiología industrial PDF

Las tareas que se requieren de un biorreactor son:

. Mantener las células uniformemente distribuidas en todo el volumen del cultivo a fin de prevenir la sedimentación o la flotación.

. Mantener constante y homogénea la temperatura. . Minimizar los gradientes de concentración de nutrientes.

. Poseer un diseño de que permita el cultivo puro; una vez que todo el sistema ha sido esterilizado y posteriormente sembrado con el microorganismo deseado.

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Tabla 1 ficha técnica biorreactor

Ficha técnica : Tanque biorreactor

Proceso: El reactor es el núcleo de la mayoría de los procesos químicos puesto que es hay donde reaccionan las materias primas para formar un producto requerido por ello son importantes en la operación industrial.

Lugar del origen: ChinaMarca RoskyTipo Reactor de fase liquidaProcesos de tipos: Una tecla de control.

Los reactores pueden tomar una gran variedad de formas, según el proceso químico de que se trate, pero el más simple para estudios de laboratorio es el reactor homogéneo con agitador, en el que los reactivos están de forma líquida.

Características

1. Una estructura de aluminio que debe de ir montada sobre una mesa. 2. Dos tanques de PVC (cloruro de vinilo) uno para cada reactivo provisto de llaves de drenado. 3. Dos bombas de diafragma con desplazamiento positivo 4. Dos rotámetros para medir el flujo de las bombas con válvulas de control de flujo 5. El vaso consta de un cilindro de vidrio con base de acero inoxidable y tapa superior móvil para facilitar el acceso y la limpieza. 6. El agitador activado por un motor mezcla los líquidos dentro del reactor 7. El control de temperatura se logra con una bobina de inmersión regulada por un termostato. Es posible mantener las temperaturas hasta 80°C, mientras que el límite más bajo se determina por la temperatura del suministro de agua fría, la unidad de calefacción y drenaje está conectada a un drenaje. 8. El nivel del líquido se determina dentro del reactor por medio de un tubo de drenaje ajustable y una llave de bola debajo del vaso, que se usa para retirar las muestras requeridas para el análisis químico. 9. El efluente del rector se junta en un tanque de salida del sumidero donde puede mantenerse para posible tratamiento antes de soltarlo al drenaje, por medio de una llave de bola

10. El gas se suministra al vaso por medio de un cople de disparo rápido, ajustado a la tapa superior del reactor. El suministro se mide por medio de un rotámetro, provisto con una válvula de control de flujo, para determinar la presión de suministra se utiliza un regulador contracorriente

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11. Las temperaturas del reactor son seleccionadas por medio del control del calentador Polystad, colocado en la parte superior del depósito para agua (baño María). El medidor integral indica la temperatura real, mientras que las luces rojas y verde indican, respectivamente, si se esta aplicando calefacción o enfriamiento12. El subtablero está provisto de un interruptor en la red, junto con botones del arrancador para cada una de las bombas de alimentación y el motor del agitador. 13. La velocidad del agitador está controlada por un transformador variable

Dimensiones generales

altura: 1300 mm anchura; 1280 mm;profundidad: 605mm.

Capacidad del reactor 5 litros

Sistema de calentamiento por serpentín por Medio de calentador polystad y un depósito (baño María).Con control electrónico de temperatura

Temperatura regulable de -30°C (con fuente fría) a +200°C; Estabilidad DIN12876: ±0.02°C; Alimentación 120 VAC -60Hz; LxPxH: 120x135x300/4kg; bomba: 10 l/min, 200 mbar; calentamiento: 2000 w; profundidad de inmersión: 85 a 150 mm

Sistema de agitación para el mezclado

IKA EW-50701-10 de 60 a 500 rpm; 240 a 2000 rpm, torque 259; motor de 1/10 HP; Voltaje 115 VAC; display ½” LCD.

Con motor de corriente directa de imán permanente

1.3 amp, 120 VAC y 156 watts, 1/5 HP

Con control electrónico velocidad de agitación con rango de

40 a 1200 rpm

Reactor químico de 5 litros

Recipiente para producto de 7 litros

Depósitos para reactivos de 5 litros

Bombas para recirculación Cole Parmer EW-07192-50; 1/8 HP de 63 a 630 ml/min

Estructura en PTR de acero inoxidableEstructura tubo PTR de acero inoxidable T-304 de 11/4" x 11/4" x 480" cal. 16

Rotámetros Cole Parmer EW-03219-07, 121°C; 200psi; 1/8” NPT(F);para líquido y gas.

Datos Generales del RQFL (Prototipo)Corriente 13 amp; Voltaje 120 VAC; Potencia calefactor: 1100 w; Peso estimado: 75 Kg.

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6.2 TANQUE PARA PASTEURUZACIÓN

En la tecnificación del proceso artesanal es importante que el nivel de producción se mantenga a pequeña escala a fin de conservar los beneficios que obtiene el yogurt de origen artesanal.

Imagen 3: Tanque para pasterización

http://spanish.alibaba.com/product-gs/milk-pasteurization-machine-cheee-mixing-tank-heating-tank-with-agitator-569954072.html

Generalmente un tanque multiuso para la elaboración de yogurt se basa en un pasteurizador discontinuo rodeado de una camisa en la que circule algún agente térmico. Permite además de pasteurizar, mantener constante la temperatura de fermentación y enfriar rápidamente; adaptándole con el homogenizador y el agitador adecuados se podrá mezclar y batir el yogurt para darle una mejor consistencia; asegurandoLa uniformidad del producto final.

Las características requeridas para el tanque son:

El proceso para elaborar yogurt requiere de ciertas condiciones que debe de cumplir el tanque donde se lleve a cabo; pues es necesario a parte mantener a los organismos vivos durante todo el proceso, tener una transferencia de calor eficaz un mezclado adecuado y evitar la contaminación del producto final. Por eso el tanque multiuso para elaborar yogur debe cumplir, por lo menos, con lo siguiente:

. Acceso fácil a todos sus componentes para su limpieza.

. Una tapadera de cierre totalmente hermético para evitar la contaminación del medio, pero con un visor adecuado para ver la evolución del producto.

. El material de fabricación no debe contaminar el proceso.

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. Indicadores para determinar el volumen que se ha colocado dentro del tanque.

. Puertos de acceso en la camisa para la entrada y salida del fluido térmico.

. Puerto de descarga para el producto del diámetro adecuado.

. Coplas para insertar los sensores de temperatura y pH.

Tabla 2 ficha técnica tanque de pasteurización

Ficha técnica : PASTEURIZADOR

Proceso: Pasteurización

Tipo Deposito de pasteurización Procesos de tipos: Homogenizar

Proceso: Equipo de la pasteurización Lugar del origen: CHINA Marca JBTipo JB-UNTEK1T -12TProcesos de tipos:

/pasteurización de la leche de la máquina de esterilización temperamento: cel 75-140 precisión temperamento: +- cel 1 completo- automático 9001-2008iso

NOTA: El depósito de pasteurizacion es aplicado para, la leche, el yogur, el producto biológico etc.

Instantánea uht esterilizador tiene muchas ventajas tales como cánula de intercambiador de calor, de alto efecto regenerativo, bajo consumo de energía y fácil de operar. El objetivo era diseñar un sistema en el que un poco de las pérdidas de la nutrición se puede lograr utilizando muy corto plazo- tiempo para los productos. It ha sido ampliamente utilizado para manejar los productos líquidos como la leche fresca, salsa,

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bebidas, licores, la leche de soja y el líquido de la medicina.

Voltaje:380v/220v, como su national estándar

Energía (W): 3-10kw Peso: 1000kg-4000kg

Dimensión

(L*W*H):2000*1700*2200 Certificación: La normaiso 9001:2008

la máquina de

pasteurización:

Completa-

automatización/semi-

automatico

de la capacidad: 1000l-15000l

temperamento de

esterilización:

Cel 70-140- de control

automático

la esterilización

precisión

temperamento:

±1 cel

homogenizadora

temperamento:65-70 cel

sistema de

vapor:

De control automático, de la marca: spirax

sarco( reino unido)

Matertial/de agua

caliente:

De control

automático,

sus316/sus304

sistema de

refrigeración:De control automático, sus316/sus304

6.3 MEZCLADORES

La homogenización de la mezcla base de la leche es necesaria para lograr un mejor producto final. Industrialmente se usa un homogenizador para lograr una adecuada emulsión de la mezcla de la base para elaborar yogurt. Pero un homogenizador es muy costoso.

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Por tratarse de un lote de producción a nivel artesanal, para homogenizar la mezcla base para preparar yogurt; se puede utilizar una mezcladora portátil de rotor/ estator sumergible en el tanque biorreactor. Esta es una mezcladora de alta velocidad que consta de un conjunto eje-motor pivotante con 4 paletas que giran a alta velocidad, compuesto de un rotor (parte móvil) y de un estator (parte fija), produciendo un enérgico mezclado en corto tiempo, con un dispositivo que cubre las paletas siendo capaz de homogenizar totalmente el producto.

Además, la mezcladora rotor/ estator portátil de alta velocidad es más barataque un homogenizador convencional, no requiere otras instalaciones y se puede remover cuando no se utiliza para no entorpecer el proceso.

Imagen 4 Mezcladores rotor/stator

Fuente: http://www.mixers.com/pdf/high_shear

Tabla 3 ficha técnica de mezcladores

Ficha técnica : Mezcladores

Proceso: HomogenizarLugar del origen: ChinaMarca SembradorTipo Para liquidoProcesos de tipos: Una tecla de control.

Especificaciones

Con la parte clave de rotor y estator, que hacer bi- direccional de succión, el mezclador homogenizadora puede homogeneizar materiales

De alta cizalladura del estator del rotor mezclador/del estator del rotor mezclador/vacío licuadora emulsificación/de alta cizalladura del estator del rotor mezclador

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.

Modelo

Estancia- 7.5 de alta cizalladura homogenizadora mezclador

De energia7.5kw, motor eléctrico siemens( o abb),( los rangos de potencia de 1.1kw a 75kw)

/tensión de frecuencia 380v/50hz 3- fase( puede ser personalizado)

velocidad de rotación2900 rpm.

capacidad de procesamiento 50-800l( el agua como medio)

Método control  digital con visualización de la velocidad

materialLa parte en contacto con el medio is  ss304

tamaño de la forma 2150( l)*1220( w)*900( h) mm

6.4 BOMBAS DE TRANSPORTE DE YOGURT

Al terminar el proceso, es necesario transportar el yogurt del tanque hacia la envasadora utilizando una bomba; la cual debe tener unas características adecuadas, por lo cual resulta vital una correcta elección pues cualquier tratamiento mecánico inadecuado puede afectar de forma definitiva la viscosidad del producto.

Imagen 5: Bomba de pistones rotatorios

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Fuente: http://vacuum.tuthill.com/ Product_Manuals/Esp.pdf

1. Entrada del fluido 2. Descarga de la bomba3. Válvula de descarga4. Cilindro5. Leva6. Vástago deslizante7. Pistón

Tabla 4 ficha técnica bomba de transporte

Ficha técnica BOMBA DE TRANFERENCIA

Proceso: TRANSFERIR INSUMOS Lugar del origen: ChinaMarca RUIMIAOTipo BOMBA DE UN SOLO CUERPO

Detalles de la bomba centrífuga sanitaria (bomba de la leche): 1.SS 316L

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o sello 2.Mechanical 3.Standard de los SS 304: ESTRUENDO, ISO, SMS

La bomba centrífuga gradual de BOSP-L es un nuevo diseño de compañía de BOAO, un diseño especial tiene impeledor y la manga del eje se forja integralmente, y está instalada directamente en el eje de salida del motorVentaja: alta concentricidad del eje, de la rigidez fuerte, de la pequeña vibración y del lifte prolongado del servicio del sello mecánico

La bomba centrífuga de BOSP es una bomba centrífuga sanitaria que cumple los requisitos sanitarios más altos para el uso en la transformación alimenticia y farmacéutico, lechería, leche.

Bomba certificada según los estándares sanitarios 3A. Linterna muy robusta del molde del acero inoxidable. Ayuda de la bomba de AISI 304.

Partes en contacto con medios bombeadosAISI 316L o 304Otras partes en acero inoxidableAISI 304Juntas (estándar)EPDM (FDA)Sello mecánico (estándar)grafito/Sic/EPDMAcabamiento de la superficie interiorRa < 0.4 Um.Acabamiento de la superficie exteriorOpciones pulidasespejo

7. CONCLUCIÓNES

Es necesario tecnificar el proceso actual, pero manteniendo el nivel de producción a pequeña escala debido a la naturaleza de la empresa.

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Tecnificar el proceso artesanal de elaboración de yogurt implica contar con equipo adecuado y con un proceso estándar que pueda ser controlado.

Es necesario adquirir el equipo correcto para asegurar un buen funcionamiento durante la operación, facilitar el mantenimiento, reducir las fallas mecánicas y alargar el tiempo de vida del equipo.

10. BIBLIOGRAFIA

http//www.monografias.com/trabajos16/probioticos/probioticos.shtmlhttp://www.geocities.com/grupoindustrialaisa/yogurt1.htmlhttp://www.ingec.com.ar/tanques_yogurt.htm

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http://www.upch.edu.pe/facien/dcbf/bioaplicada

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