REQUERIMIENTO DE MAQUINARIA QUE INTERVIENE INTERVIENE EN EL PROCESO PRODUCTIVO
CUBILLOS RIVERA LEIDY JULIET HERNANDEZ DELGADO ALEJANDRA LALINDE FORERO CRISTIAN STICK
SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE- SENA CENTRO DE GESTIÓN INDUSTRIAL TECNOLOGÍA PROCESOS DE LA INDUSTRIA QUIMICA BOGOTÁ 2013
REQUERIMIENTO DE MAQUINARIA QUE INTERVIENE INTERVIENE EN EL PROCESO PRODUCTIVO
CUBILLOS RIVERA LEIDY JULIET HERNANDEZ DELGADO ALEJANDRA LALINDE FORERO CRISTIAN STICK
MARIA FERNADA PALACIOS PALACIOS INGENIERA INDUSTRIAL
SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE- SENA CENTRO DE GESTIÓN INDUSTRIAL TECNOLOGÍA PROCESOS DE LA INDUSTRIA QUIMICA BOGOTÁ 2013
TABLA DE CONTENIDO TABLA DE CONTENIDO...............................................................................................3 1.INTRODUCCIÓN..........................................................................................................5 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..........................................................5 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.............................................................................................................................5 2. OBJETIVOS.................................................................................................................6 2.1 OBJETIVO GENERAL.........................................................................................6 2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS ................................................................................6 3. GLOSARIO..................................................................................................................7 4. MAQUINARIA ACTUAL ..........................................................................................8 5. MAQUINARIA INDUSTRIAL...................................................................................9 6.MAQUINARIA REQUERIDA....................................................................................10 8.1 TANQUE BIORREACTOR MULTIUSOS PARA ELABORAR YOGURT.....10 6.2 TANQUE PARA PASTEURUZACIÓN.............................................................14 6.3 MEZCLADORES .....................................................................................................................................17 6.4 BOMBAS DE TRANSPORTE DE YOGURT....................................................18 7. CONCLUCIÓNES.....................................................................................................21 10. BIBLIOGRAFIA......................................................................................................22
LISTA DE IMAGENES Pág. Imagen 1. Tanque biorreactor.………………………………………………….10 Imagen 2. Esquema de biorreactor…………………………………………….11 Imagen 3. Tanque para pasteurización………………………………………..14 Imagen 4. Mezcladores rotor/ estator……..…………………………………...17 Imagen 5. Bomba de pistones rotatorios………………...…………………….19
LISTA DE TABLAS Pág. Tabla 1 ficha técnica de biorreactor ……………………………………..12 Tabla 2 ficha técnica de tanque de pasteurización……………………..15 Tabla 3 ficha técnica de de mezcladores………………………………...17 Tabla 4 ficha técnica bomba de transporte……………………………....19
4
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.
5
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.
6
3. GLOSARIO
7
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
8
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
9
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 10
mantener ciertas condiciones ambientales propicias (pH, temperatura, concentración de oxigeno, etc.) al elemento que se cultiva. 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.
11
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. China Rosky Reactor de fase liquida Una tecla de control.
Lugar del origen: Marca Tipo Procesos de tipos:
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
12
rotámetro, provisto con una válvula de control de flujo, para determinar la presión de suministra se utiliza un regulador contracorriente 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 enfriamiento 12. 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
altura: 1300 mm anchura; 1280 mm; profundidad: 605mm. Capacidad del reactor 5 litros Temperatura regulable de -30°C (con fuente fría) a +200°C; Sistema de calentamiento por serpentín por Estabilidad DIN12876: ±0.02°C; Medio de calentador polystad y un depósito Alimentación 120 VAC -60Hz; LxPxH: (baño María). 120x135x300/4kg; bomba: 10 l/min, Con control electrónico de temperatura 200 mbar; calentamiento: 2000 w; profundidad de inmersión : 85 a 150 mm Dimensiones generales
Sistema de agitación para el mezclado Con motor de corriente directa de imán permanente Con control electrónico velocidad de agitación con rango de Reactor químico de Recipiente para producto de Depósitos para reactivos de Bombas para recirculación Cole Parmer Estructura en PTR de acero inoxidable Rotámetros Cole Parmer
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 . 1.3 amp, 120 VAC y 156 watts, 1/5 HP 40 a 1200 rpm 5 litros 7 litros 5 litros EW-07192-50; 1/8 HP de 63 a 630 ml/min Estructura tubo PTR de acero inoxidable T304 de 11/4" x 11/4" x 480" cal. 16 EW-03219-07, 121°C; 200psi; 1/8” NPT(F);para líquido y gas. Corriente 13 amp; Voltaje 120 VAC; Potencia calefactor: 1100 w; Peso estimado: 75 Kg.
Datos Generales del RQFL (Prototipo)
13
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-agitator569954072.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; asegurando La 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 tr ansferencia 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.
14
. Una tapadera de cierre totalmente hermético para evitar l a contaminación del medio, pero con un visor adecuado para ver la evolución del producto. . El material de fabricación no debe contaminar el proceso. . 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 Procesos de tipos:
Deposito de pasteurización Homogenizar
Proceso: Lugar del origen: Marca Tipo Procesos de tipos:
Equipo de la pasteurización CHINA JB JB-UNTEK1T -12T
/pasteurización de la leche de la máquina de esterilización temperamento: cel 75-140 precisión temperamento: +- cel 1 completoautomático 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 15
corto plazo- tiempo para los productos. It ha sido ampliamente utilizado para manejar los productos líquidos como la leche fresca, salsa, bebidas, licores, la leche de soja y el líquido de la medicina.
Voltaje:
380v/220v, como su national estándar
Energía (W):
3-10kw
Peso:
Dimensión (L*W*H):
2000*1700*2200
Certificación: La normaiso 9001:2008
la máquina de pasteurización:
Completaautomatización/se mi- automatico
de la capacidad:
temperamento de esterilización:
1000l-15000l
la esterilización precisión ±1 cel temperament o: sistema de De control automático, de la ma vapor: spirax sarco( reino unido)
Cel 70-140- de control automático
homogenizadora 65-70 cel temperamento: Matertial/de agua caliente:
1000kg-4000kg
De control automático, sus316/sus304
sistema de De control automático, sus316/s refrigeración:
16
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. 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 barata que 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: Lugar del origen: Marca Tipo Procesos de tipos:
Homogenizar China Sembrador Para liquido Una tecla de control. 17
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 .
Estancia- 7.5 de alta cizalladura homogenizadora mezclador 7.5kw, motor eléctrico siemens( o abb),( los rangos de potencia de 1.1kw a 75kw) 380v/50hz 3- fase( puede ser personalizado) 2900 rpm.
Modelo De energia /tensión de frecuencia
velocidad de rotación capacidad de procesamiento Método control
50-800l( el agua como medio) digital con visualización de la velocidad La parte en contacto con el medio is ss304 2150( l)*1220( w)*900( h) mm
material tamaño de la forma
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.
18
Imagen 5: Bomba de pistones rotatorios
Fuente: http://vacuum.tuthill.com/ Product_Manuals/Esp.pdf
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Entrada del fluido Descarga de la bomba Válvula de descarga Cilindro Leva Vástago deslizante Pistón
Tabla 4 ficha técnica bomba de transporte
Ficha técnica BOMBA DE TRANFERENCIA
19
Proceso: Lugar del origen: Marca Tipo
TRANSFERIR INSUMOS China RUIMIAO BOMBA DE UN SOLO CUERPO
Detalles de la bomba centrífuga sanitaria (bomba de la leche): 1.SS 316L 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 motor Ventaja: 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 bombeados AISI 316L o 304 Otras partes en acero inoxidable AISI 304 Juntas (estándar) EPDM (FDA) Sello mecánico (estándar) grafito/Sic/EPDM Acabamiento de la superficie interior Ra < 0.4 Um. Acabamiento de la superficie exterior Opciones pulidas
espejo
20
7. CONCLUCIÓNES Es necesario tecnificar el proceso actual, pero manteniendo el nivel de producción a pequeña escala debido a la naturaleza de la empresa. 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.
21
10. BIBLIOGRAFIA http//www.monografias.com/trabajos16/probioticos/probioticos.shtml
http://www.geocities.com/grupoindustrialaisa/yogurt1.html http://www.ingec.com.ar/tanques_yogurt.htm http://www.upch.edu.pe/facien/dcbf/bioaplicada
22
