UNIVERSIDAD SAN MARTIN DE PORRESFACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

ESCUELA DE INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

INFORME FINALMQUINA CORTADORA DE FRUTAS Y VERDURAS

DOCENTE: ING. ALEJANDRO HUAPAYA BAUTISTACURSO: ELEMENTOS DE MAQUINAINTEGRANTES: JUNCHAYA DE PAZ, MARY ROJAS HINOSTROZA, MICHAEL

2014-II

INDICE DE CONTENIDOCAPTULO II. OBJETIVOSII. FORMULACIN DEL PROYECTOIII. RECOPILACIN DE ANTECEDENTESCAPTULO III. IDENTIFICACIN, CUANTIFICACIN Y JERARQUIZACIN DE PARAMETROS DE DISEOII. PRESENTACIN DEL PROBLEMACAPTULO IIII. OBJETIVOSII. PLANTEAMIENTO DE SOLUCINII. CONCEPTOS TECNICOS2.1 FIRMEZA DE LAS FRUTAS Y VERDURAS2.2 PORCENTAJE DE AGUA EN FRUTAS Y VERDURAS FRESCAS2.3 HUMEDAD RELATIVA EN FRUTAS Y VERDURASIII. BUSCANDO PRINCIPIO OPERATIVOIV. CARACTERSTICAS GENERALES4.1 POSIBLE DIMENSIONAMIENTO Y REQUERIMIENTO DE ENERGA4.2 CUCHILLASV. ESPECIFICACIONES TECNICAS GENERALESCAPTULO IVI. OBJETIVOSII. ALTERNATIVAS DE SOLUCIN3.1 SOLUCIN N13.2 SOLUCIN N23.3 SOLUCIN N3IV. DEFINICIN DEL PRINCIPIO OPERATIVOCAPTULO VI. PLANOS: CONJUNTO (MONTAJE) y DESPIECE ( PLANOS DE FABRICACIN)CONCLUSIONES

MAQUINA CORTADORA DE FRUTAS

CAPTULO II. OBJETIVOS Definir el objetivo del proyecto Definir el problema del proyecto Recopilar antecedentes de mquinas cortadora de frutas

II. PROBLEMAEn la industria alimentaria el cortado de algunos alimentos puede resultar bastante tedioso, y al realizarse de manera manual se requiere una gran cantidad de horas-hombre lo que incurre en altos costos; por otro lado las cortadoras manuales no son eficientes para alimentos como la manzana o cualquier tipo de verdura, porque adems de no tener el tipo de corte que se requiere tambin afecta los procesos subsiguiente como puede ser un deshidratado o un empacado para alimentos mnimamente procesados, generndose perdidas de rendimiento y de costos; y tambin se debe tener en cuenta la fragilidad de algunas frutas y verduras.III. RECOPILACN DE ANTECEDENTES: UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA (Mxico2008) Maquina rebanadoraLa presente mquina presenta las siguientes deficiencias:*Falta de seguridad *Falta de higiene *Poca productividad *Dificultad al tratar de variar el espesor de corte *Armazn inestable

Figura N1 Mquina Rebanadora UG UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA (Colombia2010) Maquina cortadora de papas.La presente mquina presenta las siguientes deficiencias:*Fuerza de corte *Consumo de energa electrica *Poca productividad *Tiempo de corte

Figura N2 Mquina Cortadora de papas UNCANTECEDENTES Realizacin de cortes de frutas para diversosprocesosalimentarios. Realizacin manual del proceso de picado que conlleva a la necesidad de mejorar este proceso. Escasez de tecnologa que brinde soluciones al momento del cortado de frutas.

CAPTULO III. OBJETIVOSPara la identificacin, cuantificacin y jerarquizacin de parmetros de diseo se van a tener en cuenta los siguientes objetivos: Reducir los costos que implica el picado o cortado manual (empleados). Reducir el tiempo de picado Aumentar la eficiencia del picado en trminos de rendimiento.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DEL DISEOEl problema de diseo se basa en la necesidad del cliente y las carctersticas de las frutas y verduras al momento de pasar por este proceso de cortado.

Fuente: Elaboracin Propia

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REQUERIMIENTOS DEL CLIENTEPara analizar el requerimiento del cliente se tendr en cuenta los siguientes puntos: ergonoma, manufactura, funcionalidad, confiabilidad y economa.

Fuente: Elaboracin Propia

DIAGRAMA DE COMPOSICIN FUNCIONALMediante el siguiente diagrama (CAJA NEGRA), se ver las caractersticas de la composicin funcional que tiene la mquina:

Fuente: Elaboracin Propia

CUANTIFICACION Y JERARQUIZACION DE PARAMETROS DE DISEO

FUERZA DE CORTE: La fuerza de corte es la que permite dividir el alimento sin cambiar su forma, lgicamente estos conceptos aplicados a un alimento son casi imposibles de separar, ya que en el momento de cortar hay tambin una deformacin y compresin, aunque luego se recupere. (Sancho, Bota y de Castro 1999). VARIACIN DE LA MASA: Al momento de realizar cualquier tipo de corte ya sea a una fruta o verdura, estos tienden a disminuir su masa, en trminos alimentarios esto se llama merma, punto con el que se debe tener mucho cuidado al momento de disear la mquina. CONSUMO DE ENERGA HUMANA: La cantidad de horas que puede realizar una persona en el proceso de cortado y su productividad tiene una relacin inversamente proporcional, a diferencia de una mquina. NMERO DE CONTROLES PARA OPERAR: La mquina ser diseada para no poseer muchos controles, para su practicidad al momento de operarla.

PRESENTACIN DEL PROBLEMAListado de problemas a resolver: Eficiencia en el picado de frutas: Las mquinas tanto manuales como automatizadas suelen cortar la fruta de una manera indeseable, lo que hace que el rendimiento sea menor. Por lo tanto la eficiencia no es la ptima. Reduccin de la mano de obra: El cortado manual implica una gran cantidad de horas hombre, lo cual incide en un mayor costo, el cual podra ser reducido con la utilizacin de otro mtodo que reduzca la mano de obra al mnimo (uno o dos operarios). Reduccin del tiempo de cortado: Normalmente el cortado en empresas productivas se da para una produccin de por lo menos de 5 a 7 toneladas de materia prima (fruto). Esta cantidad de fruto implica una importante cantidad de horas de cortado lo que retrasa los siguientes procesos a realizarse en la produccin del producto final. Reduccin del costo de cortado: Los dos problemas mencionados anteriormente infieren ambos un gran gasto de dinero destinado asolo el proceso de cortado.CAPTULO IIII. OBJETIVOS Buscar principios operativos que ayuden a la solucin del problema. Definir caractersticas generales de la mquina. Buscar posible dimensionamiento y requerimiento de energa. Conocer dureza de frutas y verduras. Definir especificaciones tcnicas generales.

III. PLANTEAMIENTO DE SOLUCIN

Al tener ya definido el problema situacional definido en el CAPTULO II, se busc diferentes alternativas de solucin para lo cual se tomaron en cuenta los siguientes puntos: Formas de los productos cortados: rodajas, cubos, bastones. Tamao del producto cortado: requerimiento comercial. Cuchillas a emplear. Material de la mquina y de las cuchillas. Fragilidad de los alimentos a tratar.III. CONCEPTOS TCNICOS:3.1 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 regin y condiciones de cultivo. El penetrmetro es utilizado por productores, empacadores y distribuidores para contribuir a determinar la etapa de maduracin 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. La determinacin de la firmeza de una fruta por medio del penetrmetro se basa en la presin necesaria para insertar un puntal de tamao especfico en la pulpa de la fruta a una profundidad dada.

Tabla N1: Firmeza a la cosecha y al recibo de algunas frutasFUENTE: Postharvest HorticultureSeries9, Management of Fruit Ripening.

3.2 PORCENTAJE DE AGUA EN FRUTAS Y VERDURAS FRESCASLa cantidad de agua que puede presentar las frutas y verduras oscila entre el 70 a 80%, esto es un indicador, el cual expresa el limitado uso de ciertas frutas y verduras; ya que si se usa una fruta con alto contenido de agua, el rendimiento y prdida que se va a obtener es bajo y alto respectivamente, de tal manera se muestra valores para algunas frutas. Tabla N2: Porcentaje de agua en algunas frutasFUENTE: Postharvest HorticultureSeries9, Management of Fruit Ripening.

3.3 HUMEDAD RELATIVA EN FRUTAS Y VERDURAS

Durante el periodo entre la cosecha y el consumo, el control de temperatura es el factor ms importante para mantener la calidad de los productos. Cuando se separan de la planta madre, las frutas, hortalizas y flores son an tejidos vivos que respiran. La conservacin del producto a la temperatura ms baja posible (0 C para cultivos templados 10-12 C para los tropicales o subtropicales sensibles a dao por fro) aumentar la vida til del mismo, ya que las temperaturas bajas disminuyen la tasa de respiracin y la sensibilidad al etileno, reduciendo adems la prdida de agua.As mismos cada producto requiere para su manejo un valor especfico de humedad relativa, de tal manera se debe saber adaptar esta variable para grupos de productos, estableciendo criterios de sensibilidad a la humedad relativa.Tabla N3: Porcentaje de humedad relativa en algunas frutas y verduras

FUENTE: Postharvest HorticultureSeries9, Management of Fruit Ripening.

IV. BUSCANDO PRINCIPIO OPERATIVOPara lograr adecuados resultados despus del procesamiento de las frutas y verduras, se busca el ptimo principio operativo para la mquina, lo cual conlleva a buscar ciertos criterios de funcionamiento.Figura N1 Principio operativo de maquina cubeteadora tipo 1

Figura N2 Principio operativo de maquina cubeteadora tipo 2

Ambos principios de desarrollan de la siguiente manera:Tres cortes perpendiculares entre s. En el primero, 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. El segundo corte lo producen cuchillas circulares que cortan las rebanadas en bastones. En el tercer corte, un porta cuchillas transversal corta los bastones en cubos.

V. CARACTERSTICAS GENERALESLa mquina tendr como estructura general: Acero inoxidable: Se usar dicho material para cualquier parte del equipo que este en contacto directo con el alimento.Figura N3 Placas de acero inoxidable

Aluminio: Se usar dicho material para cualquier parte del equipo que no est en contacto directo con el alimento, como la base y la tapa del equipo.Figura N4 Listones de aluminio

Plsticos sanitarios.Este material se usar para las ruedas de la mquina,Figura N5 Pallet de plstico sanitario

5.1 POSIBLE DIMENSIONAMIENTO Y REQUERIMIENTO DE ENERGALa mquina podra tener las siguientes dimensiones y requerimientos de energa:MOTOR: 1HPALTO aprox.: 900mmANCHO aprox.: 750mmLARGO aprox.: 1200mm

5.2 CUCHILLASLas cuchillas van a depender del principio operativo que se decida para la mquina, a continuacin se muestra algunas cuchillas:Figura N6 Cuchillas, peinetas y tambores

VI. ESPECIFICACIONES TECNICAS GENERALESDe la siguiente manera quedaran las especificaciones tcnicas generales para la mquina:Tabla N4 Especificaciones tcnicas generales

CAPTULO IVVII. BIBLIOGRAFA CONTROL DE TEMPERATURA Y HUMEDAD RELATIVA. Recuperado de:http://www.fao.org/wairdocs/x5403s/x5403s09.htm#aumento de la humedad relativa ABC DE LAS FRUTAS Y VERDURAS. Recuperado de: http://abcdefrutasyverduras.com URSCHEL, Maquina cubicadora. Recuperado de: http://es.urschel.com/QuantiCut-Dicer_73c0cae35b7b1b13.html DADUX, Mquina Cubicadora. Recuperado de :http://www.dadaux.com/es/nuestras-maquinas/cubicadora