UNIVERSIDAD SAN MARTIN DE PORRESFACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA DE INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS INFORME FINAL “MÁQUINA CORTADORA DE FRUTAS Y VERDURAS” DOCENTE: ING. ALEJANDRO HUAPAYA BAUTISTA CURSO: ELEMENTOS DE MAQUINA INTEGRANTES: JUNCHAYA DE PAZ, MARY ROJAS HINOSTROZA, MICHAEL 2014-II IDENTIFICACIÓN. PLANTEAMIENTO DE SOLUCIÓN II.1 FIRMEZA DE LAS FRUTAS Y VERDURAS 2. BUSCANDO PRINCIPIO OPERATIVO IV. CARACTERÍSTICAS GENERALES IV.2 PORCENTAJE DE AGUA EN FRUTAS Y VERDURAS FRESCAS 2.3 SOLUCIÓN N°3 DEFINICIÓN DEL PRINCIPIO OPERATIVO CAPÍTULO V I. OBJETIVOS ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN III. FORMULACIÓN DEL PROYECTO III.2 SOLUCIÓN N°2 III. II.INDICE DE CONTENIDO CAPÍTULO I I. OBJETIVOS II.1 SOLUCIÓN N°1 III. IV. PLANOS: CONJUNTO (MONTAJE) y DESPIECE ( PLANOS DE FABRICACIÓN) CONCLUSIONES .1 POSIBLE DIMENSIONAMIENTO Y REQUERIMIENTO V.3 HUMEDAD RELATIVA EN FRUTAS Y VERDURAS III. RECOPILACIÓN DE ANTECEDENTES CAPÍTULO II I.2 CUCHILLAS ESPECIFICACIONES TECNICAS GENERALES CAPÍTULO IV I. DE ENERGÍA IV. OBJETIVOS II. CUANTIFICACIÓN Y JERARQUIZACIÓN DE II. PARAMETROS DE DISEÑO PRESENTACIÓN DEL PROBLEMA CAPÍTULO III I. CONCEPTOS TECNICOS 2. MAQUINA CORTADORA DE FRUTAS CAPÍTULO I I. OBJETIVOS Definir el objetivo del proyecto Definir el problema del proyecto Recopilar antecedentes de máquinas cortadora de frutas PROBLEMA . II. generándose perdidas de rendimiento y de costos. y al realizarse de manera manual se requiere una gran cantidad de horashombre lo que incurre en altos costos. porque además de no tener el tipo de corte que se requiere también afecta los procesos subsiguiente como puede ser un deshidratado o un empacado para alimentos mínimamente procesados. III.En la industria alimentaria el cortado de algunos alimentos puede resultar bastante tedioso. por otro lado las cortadoras manuales no son eficientes para alimentos como la manzana o cualquier tipo de verdura. y también se debe tener en cuenta la fragilidad de algunas frutas y verduras. RECOPILACÍÓN DE ANTECEDENTES: UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA (México 2008) Maquina rebanadora La presente máquina presenta las siguientes deficiencias: *Falta de seguridad *Falta de higiene *Poca productividad *Dificultad al tratar de variar el espesor de corte *Armazón inestable Figura N°1 Máquina Rebanadora UG . Realización manual del proceso de picado que conlleva a la necesidad de mejorar este proceso. UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA (Colombia 2010) Maquina cortadora de papas. . La presente máquina presenta las siguientes deficiencias: *Fuerza de corte *Consumo de energía electrica *Poca productividad *Tiempo de corte Figura N°2 Máquina Cortadora de papas UNC ANTECEDENTES Realización de cortes de frutas para diversos procesos alimentarios. Fuente: Elaboración Propia . cuantificación y jerarquización de parámetros de diseño se van a tener en cuenta los siguientes objetivos: Reducir los costos que implica el picado o cortado manual (empleados). OBJETIVOS Para la identificación. CAPÍTULO II I. Reducir el tiempo de picado Aumentar la eficiencia del picado en términos de rendimiento. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DEL DISEÑO El problema de diseño se basa en la necesidad del cliente y las carácterísticas de las frutas y verduras al momento de pasar por este proceso de cortado. Escasez de tecnología que brinde soluciones al momento del cortado de frutas. REQUERIMIENTOS DEL CLIENTE Para analizar el requerimiento del cliente se tendrá en cuenta los siguientes puntos: ergonomía. ya que . se verá las características de la composición funcional que tiene la máquina: Fuente: Elaboración Propia CUANTIFICACION Y JERARQUIZACION DE PARAMETROS DE DISEÑO FUERZA DE CORTE: La fuerza de corte es la que permite dividir el alimento sin cambiar su forma.. funcionalidad. Fuente: Elaboración Propia DIAGRAMA DE COMPOSICIÓN FUNCIONAL Mediante el siguiente diagrama (CAJA NEGRA). confiabilidad y economía. lógicamente estos conceptos aplicados a un alimento son casi imposibles de separar. manufactura. (Sancho. estos tienden a disminuir su masa. NÚMERO DE CONTROLES PARA OPERAR: La máquina será diseñada para no poseer muchos controles. Reducción de la mano de obra: El cortado manual implica una gran cantidad de horas – hombre. Reducción del tiempo de cortado: Normalmente el cortado en empresas productivas se da para una producción de por lo menos de 5 a 7 toneladas de materia prima (fruto). Por lo tanto la eficiencia no es la óptima. PRESENTACIÓN DEL PROBLEMA Listado de problemas a resolver: Eficiencia en el picado de frutas: Las máquinas tanto manuales como automatizadas suelen cortar la fruta de una manera indeseable. CAPÍTULO III I. Esta cantidad de fruto implica una importante cantidad de horas de cortado lo que retrasa los siguientes procesos a realizarse en la producción del producto final. en términos alimentarios esto se llama merma. CONSUMO DE ENERGÍA HUMANA: La cantidad de horas que puede realizar una persona en el proceso de cortado y su productividad tiene una relación inversamente proporcional. a diferencia de una máquina. el cual podría ser reducido con la utilización de otro método que reduzca la mano de obra al mínimo (uno o dos operarios).en el momento de cortar hay también una deformación y compresión. VARIACIÓN DE LA MASA: Al momento de realizar cualquier tipo de corte ya sea a una fruta o verdura. punto con el que se debe tener mucho cuidado al momento de diseñar la máquina. para su practicidad al momento de operarla. lo que hace que el rendimiento sea menor. Reducción del costo de cortado: Los dos problemas mencionados anteriormente infieren ambos un gran gasto de dinero destinado asolo el proceso de cortado. Bota y de Castro 1999). lo cual incide en un mayor costo. OBJETIVOS . aunque luego se recupere. . El penetrómetro es utilizado por productores. bastones. Conocer dureza de frutas y verduras. Material de la máquina y de las cuchillas. Definir especificaciones técnicas generales. Definir características generales de la máquina. La determinación de la firmeza de una fruta por medio del penetrómetro se basa en la presión necesaria para insertar un puntal de tamaño específico en la pulpa de la fruta a una profundidad dada.1 FIRMEZA DE LAS FRUTAS Y VERDURAS La firmeza de una fruta se relaciona con el nivel de madurez y puede estar influenciada por la variedad del producto y la región y condiciones de cultivo. Buscar principios operativos que ayuden a la solución del problema. se buscó diferentes alternativas de solución para lo cual se tomaron en cuenta los siguientes puntos: Formas de los productos cortados: rodajas. III. Fragilidad de los alimentos a tratar. III. Management of Fruit Ripening. cubos. PLANTEAMIENTO DE SOLUCIÓN Al tener ya definido el problema situacional definido en el CAPÍTULO II. Tabla N°1: Firmeza a la cosecha y al recibo de algunas frutas 3. Buscar posible dimensionamiento y requerimiento de energía. CONCEPTOS TÉCNICOS: 3. empacadores y distribuidores para contribuir a determinar la etapa de maduración de un fruto y por los vendedores al menudeo (al detalle) para establecer la presencia de un sabor agradable para el consumidor y la vida de anaquel para sus propios registros.2 PORCENTAJE DE AGUA EN FRUTAS Y VERDURAS FRESCAS FUENTE: Postharvest HorticultureSeries9. Cuchillas a emplear. Tamaño del producto cortado: requerimiento comercial. Tabla N°3: Porcentaje de humedad relativa en algunas frutas y verduras . esto es un indicador. hortalizas y flores son aún tejidos vivos que respiran. el control de temperatura es el factor más importante para mantener la calidad de los productos. el cual expresa el limitado uso de ciertas frutas y verduras. reduciendo además la pérdida de agua. Management of 3. Tabla N°2: Porcentaje de agua en algunas frutas FUENTE: Postharvest HorticultureSeries9. las frutas. de tal manera se muestra valores para algunas frutas. La conservación del producto a la temperatura más baja posible (0 C para cultivos templados ó 10-12 C para los tropicales o subtropicales sensibles a daño por frío) aumentará la vida útil del mismo. Cuando se separan de la planta madre.La cantidad de agua que puede presentar las frutas y verduras oscila entre el 70 a 80%. Durante el periodo entre la cosecha y el consumo. Así mismos cada producto requiere para su manejo un valor específico de humedad relativa. ya que las temperaturas bajas disminuyen la tasa de respiración y la sensibilidad al etileno.3Fruit HUMEDAD RELATIVA EN FRUTAS Y VERDURAS Ripening. ya que si se usa una fruta con alto contenido de agua. el rendimiento y pérdida que se va a obtener es bajo y alto respectivamente. de tal manera se debe saber adaptar esta variable para grupos de productos. estableciendo criterios de sensibilidad a la humedad relativa. un porta cuchillas transversal corta los bastones en cubos. En el tercer corte. lo cual conlleva a buscar ciertos criterios de funcionamiento. El segundo corte lo producen cuchillas circulares que cortan las rebanadas en bastones. V. En el primero. se busca el óptimo principio operativo para la máquina. Figura N°1 Principio operativo de maquina cubeteadora tipo 1 Figura N°2 Principio operativo de maquina cubeteadora tipo 2 Ambos principios de desarrollan de la siguiente manera: Tres cortes perpendiculares entre sí.FUENTE: BUSCANDO PRINCIPIO OPERATIVO Postharvest HorticultureSeries9. Para lograr adecuados resultados después del procesamiento de las frutas y verduras.IV. Management of Fruit Ripening. el producto cortado en rebanadas al espesor deseado dentro de un cilindro donde un rotor con paletas lo hace pasar repetidamente por una cuchilla tangencial. CARACTERÍSTICAS GENERALES La máquina tendrá como estructura general: . Este material se usará para las ruedas de la máquina. Figura N°3 Placas de acero inoxidable Aluminio: Se usará dicho material para cualquier parte del equipo que no esté en contacto directo con el alimento. Figura N°4 Listones de aluminio Plásticos sanitarios. Figura N°5 Pallet de plástico sanitario .Acero inoxidable: Se usará dicho material para cualquier parte del equipo que este en contacto directo con el alimento. como la base y la tapa del equipo. ESPECIFICACIONES TECNICAS GENERALES De la siguiente manera quedarían las especificaciones técnicas generales para la máquina: Tabla N°4 Especificaciones técnicas generales . peinetas y tambores VI.1 POSIBLE DIMENSIONAMIENTO Y REQUERIMIENTO DE ENERGÍA La máquina podría tener las siguientes dimensiones y requerimientos de energía: MOTOR: 1HP ALTO aprox.: 750mm LARGO aprox.V.: 1200mm V.2 CUCHILLAS Las cuchillas van a depender del principio operativo que se decida para la máquina.: 900mm ANCHO aprox. a continuación se muestra algunas cuchillas: Figura N°6 Cuchillas. favorable al curso. los cuales consisten fundamentalmente en que es una máquina ineficiente debido a que al poner las frutas y/o verduras en la cuchilla se consume demasiado tiempo en este proceso repetitivo. ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN 1 SOLUCION N°1 Máquina Picadora de Papa La máquina picadora de papas.CAPÍTULO IV I OBJETIVOS • • • II. Presentar planos de piezas fundamentales. debido a su practicidad y bajo costo de producción. en dicho momento no se apreció los por menores de esta máquina. Presentar la solución definitiva del problema. Describir la importancia de piezas fundamentales. ya que la plataforma de cuchilla es pequeña por ende solo tiene una pequeña capacidad. se planteó como alternativa de solución en una primera instancia. Así mismo dicha máquina no posee un desarrollo tecnológico. Gráfico N°1: Máquina picadora de papa . 2 SOLUCIÓN N°2 Máquina cubeteadora de frutas y verduras El desarrollo de esta máquina era perfecta para el curso. y esto se debe a los principios operativos que presenta los que la hacen tener un costo muy elevado de fabricación. Gráfico N°2: Máquina cubeteadora de frutas y verduras . ya sea por su desarrollo tecnológico y por su complejidad de diseño.000. se consultó con agentes de comercialización alemanes y el resultado fue que la máquina tiene un precio alrededor de $15. pero la imposibilidad de desarrollar una máquina como esta incurre en el precio. así mismo el desarrollo de la misma no es tan costosa. Gráfico N°3: Máquina cortadora de frutas y rodajas IV DEFINICIÓN DEL PRINCIPIO OPERATIVO La máquina cortadora de frutas y verduras (rodajas). Tiene una tolva de alimentación la cual se pone el producto el cual pasara al sistema de cuchillas. por lo que se decidió desarrollar dicha máquina. en este único corte el producto se corta en rebanadas al espesor deseado. La practicidad en su funcionabilidad la hace una máquina muy usada en muchas plantas de alimentos. y esto gracias a la ayuda de la rosca reguladora de corte. . sólo presenta un corte tangencial. apoyándonos en lo dicho anteriormente y viendo la necesidad del curso.3 SOLUCIÓN N°3 Máquina cortadora de frutas y rodajas El diseño de esta máquina cumple con todas las exigencias del curso. se hizo una máquina con los mismos principios operativos. Las cuchillas giran con ayuda de un motor que facilita dicho mecanismo. pero con una capacidad menor en cuanto al tamaño del motor. CAPÍTULO V PLANOS . El uso de acero inoxidable en la máquina es de mucha importancia.fao. Recuperado de: http://abcdefrutasyverduras. es por esto que se justifica la necesidad de crear este dispositivo que realiza funciones de regulación del tamaño de corte. Máquina Cubicadora. Recuperado de:http://www.com URSCHEL. lo que hace que sea un producto práctico. se encontró que el operador interviene mínimamente. Recuperado de: http://es.html DADUX. los costos de procesamiento de los alimentos se reducen notablemente.urschel.com/QuantiCut-Dicer_73c0cae35b7b1b13. Con el diseño de un dispositivo cortador de frutas y verduras. ya que está asegurando la inocuidad del alimento procesado.com/es/nuestras-maquinas/cubicadora . Recuperado de :http://www. BIBLIOGRAFÏA CONTROL DE TEMPERATURA Y HUMEDAD RELATIVA.CONCLUSIONES Se eligió el mejor proceso operativo. este dispositivo innova como ya se mencionó el tamaño de corte de acuerdo a la necesidad del usuario. los posibles efectos adversos y las condiciones a las que se le va a exponer a la máquina. Maquina cubicadora.org/wairdocs/x5403s/x5403s09. las necesidades. después de haber analizado todos los antecedentes.htm#aumento de la humedad relativa ABC DE LAS FRUTAS Y VERDURAS. Dentro de las ventajas que ofrece la máquina.dadaux. ya que no existe la necesidad de adquirir la fruta cortada y/o congelada.