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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTIN

FACULTAD DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL

SEDE JUANJUIDEPARTAMENTO ACADEMICO DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL

TEMA : “DISEÑO DE UN SISTEMA DE ALMACENAMIENTO DE GRANOS DE

ARROZ, DE 15 TONELADAS DE CAPACIDAD”

CURSO : DISEÑO DE EQUIPOS

DOCENTE : ING. PABLO WALTER PAUCAR LOZANO

ALUMNO : LUIS ENRIQUE ACUÑA TANGOA

FECHA DE PRESENTACION: 25-07-2014

Juanjui – Perú

2014



CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN

2. REVISION BIBLIOGRAFICA

2.1. Sistema de almacenamiento de granos de 15 toneladas

sistema de almacenamiento de granos

componentes principales

El producto a transportar

Características de transportabilidad del producto a transportar

3. Calculo y diseño del sistema propuesto

3.1 Esquema y descripción del sistema de almacenamiento

3.2 Calculo de los transportadores del sistema

3.2.1 calculo del elevador de cangilones de descarga centrifuga y

cangilones espaciados de carga del secador

Calculo y diseño

3.2.2 Calculo del gusano helicoidal de descarga del secador

3.2.3 Calculo del elevador de cangilones de carga de los silos de

almacenamiento

Consideraciones

3.2.4 Calculo del gusano helicoidal de carga de los silos de

almacenamiento.

Consideraciones:

4. Conclusiones y recomendaciones

5. Bibliografía

Anexos



I. INTRODUCCION

El presente trabajo se fundamenta en la elección y diseño de equipos apropiados

para el transporte de arroz. Uno de los principales productos banderas dentro de la

provincia de picota, específicamente en el distrito de san Hilarión.

Por lo consiguiente los estudiantes de la carrera profesional de ingeniería

agroindustrial han visto conveniente realizar un diseño de elevadores de cangilones,

la rosca sinfín y los gusanos transportadores de arroz con la finalidad de mejorar la

cadena productiva.

1. OBJETIVOS

1.1. OBJETIVO GENERAL

- Identificar, reconocer, especificar, seleccionar, diseñar máquinas y equipo de una

línea de secado y selección por tamaño de arroz.

1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS.

- Conocer el marco teórico sobre secado de arroz, así como saber

especificar las maquinarias a utilizar.

- Seleccionar adecuadamente máquinas y equipos de manejo de arroz.

- Diseñar elevadores de cangilones, transportadores y gusanos

helicoidales para el transporte de arroz.



II.- REVISION BIBLIOGRAFICA

SISTEMA DE ALMACENAMIENTO DE GRANOS DE ARROZ

2.1. SISTEMA DE ALMACENAMIENTO DE GRANOS

Es un conjunto que está bien diseñado y funciona con la tendencia a mantener elproducto en buen estado, lo cual hace que tengamos muy buenos resultados.También es necesario considerar que el almacenamiento de granos es una tareafácil y accesible para todos, lo único que hay que hacer tener en cuenta todos losaspectos aquí considerados para no fracasar con la tecnología.

Otro factor muy importante a tener en cuenta para cualquier tipo dealmacenamiento, es que cuanto mejor es la calidad de los granos a almacenar mejorserá su conservación.

La calidad se logra durante todo el proceso de producción de los granos.

Según: http://www.fao.org/docrep/x5041s/x5041s04.htm

Se entiende por "almacenamiento" la fase del sistema de operaciones pos cosechadurante la cual los productos se conservan de manera apropiada para garantizar laseguridad alimentaria de las poblaciones fuera de los períodos de producciónagrícola.

2.2.- ¿EN QUÉ CONSISTE?

Según:http://www.cosechaypostcosecha.org/data/articulos/postcosecha/ConceptosBasicosAlmGranosChacra.asp

Consiste o radica en guardar los granos, secos, sanos, limpios y fríos. Lo cualpueden resumirse así:

hacer posible, en el plano alimentario, una utilización diferida (sobre una baseanual y plurianual) de los productos agrícolas cosechados;

garantizar, en el plano agrícola, la disponibilidad de semillas para lospróximos ciclos de cultivo;

garantizar, en el plano agroindustrial, el aprovisionamiento regular y continuoen materias primas de las industrias de transformación;

equilibrar, en el plano comercial, la oferta y la demanda de productosagrícolas, estabilizando así los precios en el mercado.

http://www.fao.org/docrep/x5041s/x5041s04.htm

http://www.cosechaypostcosecha.org/data/articulos/postcosecha/ConceptosBasicosAlmGranosChacra.asp







2.3. COMPONENTES PRINCIPALES DEL ALMACENAMIENTO DE GRANOS Secadora

Silo de almacenamiento

Elevadores de cangilones y un gusano transportador sin fin

2.4. EL PRODUCTO A TRANSPORTAR

Según: http://es.wikipedia.org/wiki/Arroz

Almacenamiento de grano de arroz

El acopio de grano; su almacenamiento en silos y su venta a las industrias de primer

procesamiento.

La limpieza y secado del grano son procesos previos y, en general, imprescindibles

para el almacenaje del arroz.

Peso Específico : = 36 lb/pie3 =36kg/m3 =0.6TM/pie3

2.5. CARACTERÍSTICAS DE TRANSPORTABILIDAD DEL ARROZ

Angulo de Resbalamiento : 44°

Tamaño y forma : Granular

Fluidez : Regular

Grado de Corrosión : no corrosivo

Grado de Abrasión : No abrasivo.

Capacidad de diseño del elevador : q = 15Tm/hora

http://es.wikipedia.org/wiki/Arroz






3.- CÁLCULO Y DISEÑO DEL SISTEMA PROPUESTO

3.1.- ESQUEMA Y DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE ALMACENAMIENTO

3.1.1. Estimación de la capacidad de los silos de almacenamiento:

Consideraciones:

Periodo: 1 mes (26 días)

Jornada: 8h.

Capacidad de secado:

Selección de los silos:

Según con el peso específico =0.6 tm/m3 los m3 del silo será:

+ 10%=capacidad del silo total a utilizar será: 5720m3

Del catálogo synasil seleccionamos el silo:SILO DE FONDO PLANO



Modelo : SBH1986/15Capacidad : 5.809 m3

Altura del silo : 22.915mm

3.1.2. Selección del secador

según el catalogo gsigroup y con la capacidad ya calculada obtenemos:

MODELO : SCC-304ACAPACIDAD : 224.5 m3

ALTURA DEL SECADOR: 15.800mm



2.5.1. CALCULO DE LOS TRANSPORTADORES DEL SISTEMA

CONSIDERACIONES:

CALCULO DEL DISEÑO DEL ELEVADOR DE CANGILONES

TIPO DEL ELEVADOR A SELECCIONAR

Elevador centrífugo vertical de cangilones espaciados.

TIPO DE CANGILÓN:

Para el material que tenemos que elevar (arroz) escogemos según el catalogoUNIROYAL cangilón tipo especial construido de planchas soldadas.

CAPACIDAD DEL ELEVADOR (Ce):

CAPACIDAD POR PIE DE FAJA(Cf):

Velocidad de faja recomendada esta entre 200 a 400 ppm

Tomaremos 220 ppm



Luego:

Sin embargo la capacidad anterior debe corregirse con el factor de llenado

La capacidad real CFr:

1.1.1. SELECCIÓN DEL TAMAÑO DE CANGILÓN: Del Catálogo

UNIROYAL: Dimensiones tentativas del carpacho a utilizar :

Longitud =11

Ancho =6

Profundidad=6

Del catálogo UNIROYAL escogemos tentativamente un cangilón de

las siguientes dimensiones:

Elegimos el cangilón especial 11X6X6 donde:



Distancia entre centros

2h = 2 (6) = 12’’ = 1 pie (como mínimo)

e 3h = 3 (6) = 18´´ = 1.5 pie (como máximo)

Capacidad para el espaciamiento

Comparando con CFr queda : para e=18 pulg > 16 (min. Recomendable) Comparando 0.09200 pie3/pie de faja es similar a 0.08917 pie3/pie

1.1.2. CAPACIDAD DE DESCARGA POR PIE DE FAJA (C’f ):

Reemplazando:

Comparando con CF queda:

0.0690 pie3/pie de faja es similar a 0.0668750 pie3/pie de faja

1.1.3. VELOCIDAD DE OPERACIÓN DE LA FAJA V:

1.1.4. CENTRO DE GRAVEDAD DE LA MASA DEL CANGILÓN (t):

Por la forma del cangilón podemos suponer que el centro de gravedad se

Longitud =11 Ancho =6Profundidad=6

Capacidad= 0.138 pies

Peso=4.8 libras = 2.177 kgMin. Recomendable=16 pulg.



encuentra a 1/3P (P es la proyección del cangilón)

t = 1/3 P

t = 1/3 x 6

t = 2 pulg.

t = 0.1667 pies

1.1.5. DIÁMETRO DE LA POLEA SUPERIOR (Dps):

Sabemos que:

…………..(1)

Por recomendación Nep=( 0.80 – 0.85)Nc asiN=0.85Nc………..(2)

Como ……….(3) Combinamos (1)con (2) en (3) tenemos:

Hacemos Rcg=X por tanto: efectuando

operaciones =10 1/9 pulgR=8 1/9 pulg

Luego Dps= 2R=16 pulg

a) Calculo de los RPM

De:

Por lo tanto:

1.1.6.ANGULO DE DESCARGA:

Sabemos que para el equilibrio: Fc = W Cos

Simplificando:

………..(4)



Calculo del Vcg

Vcg=2 x Rcg x N=

Reemplazando en (4):

=0.71882522

luego:

1.1.7. TRAYECTORIA QUE SIGUE LA MASA:Ecuación general: X = Vx t = V cos θ x t………(5) Y = Vsen θ x t + 1/2 gt2…….(6) Combinamos (5)y (6) tenemos:

Y' = (tg θ)X +

…..(7)

Con la ecuación (7) la trayectoria de unaparticula A y B queda:

Partícula A:

Y= 0.96569 X+ 2.4633839 X 2

Particula B:RB=1.17633333 piesVb=369.556016

Y= 0.96569 X+ 0.8200613 X 2

( X e Y en pies)

1.1.8. DIMENSIONES DE LA CAJA Y EL

CHUTE: 1.- Largo de la Caja (A):

A = Diámetro de la polea superior + 2P + 2M

Reemplazando Valores:

A =16pulg+ 2 x 6 + 2 x 6

A = 40 pulg

2.- Ancho de la faja (b):

b = Longitud del cangilón + 2’’

b = 11’’ + 2’’

b = 13 pulg



3.- Longitud de la Polea (L):

N = 1 para fajas

L = b + 2N…….. N = 1 para elevadores de faja

L = 13 pulg + 2 (1)

L = 15 pulg

4.- Ancho de la Caja (C):

C = L + 2 B -B = 2.5 para poleas con fajas

C = 15 pulg + 2 (2.5)

C = 20 pulg

1.1.9. DIÁMETRO DE LA POLEA INFERIOR (DPI):

Dpi = (0.8 a 0.85) Dps

Dpi = 0.8 (40, 64 pulg) a 0.85 (40, 64 pulg)

Dpi = 32,512 a 34,554 (pulg.)

Tomamos:

Dpi = 33.5’’ =

Chute de Carga: El ángulo del chute de carga debe ser mayor que el ángulo de

resbalamiento del material por lo tanto el ( de chute = 35º).

LONGITUD DE LA FAJA (L):

Ancho de la faja (b):

b = Longitud + 2 (1)

b = 9’’ + 2’’

b = 11’’

NUMERO DE CANGILONES (n):

3.2.2.- Calculo del gusano helicoidal dedescarga del secador



CÁLCULOS DEL DISEÑO DE GUSANO TRANSPORTADOR

Primero clasificamos el material, ha transportar: arroz

Tabla de link-belt (L.B)

Según el catalogo y con la capacidad ya dada obtenemos:

En conclusión tenemos un material de = B 2 6 S1.1.10. Encontrando Diámetro a la máxima

velocidad recomendada y el porcentaje de llenado. Dela tabla Manual de L.B. Nº 2

⁄

1.1.11. Con la capacidad de transporte y clasificación B26S

CLASIFICACIÓN DEL

MATERIAL

DIÁMETROS EN

PULG.

PULG DELUZMAX.

VELOCIDADMAX.

RECOMENDADA

CAPACIDAD ALA VELOCIDAD

MAX.

CAPACIDADPOR 1 RPM

% DE LLENADO

B26,B36

Pie 3/ hora 30% 6

⁄ 120 180 1.5

9 ⁄ 100 560 5.6

12 2 90 1200 13.3

14 ⁄ 85 1790 21.1

16 3 80 2510 31.4

18 3 75 3400 45.5

20 ⁄ 70 4340 62.1

1.1.12. Calculo de la velocidad de trabajo: De tabla se obtiene que para 1RPMtransporta=13.3 pie3/hr

TAMAÑO BFLUIDEZ 2

ABRASIVIDAD 6DEGRADABLE S



1.1.13. Potencia:

Calculo de A:

Por dato: Longitud= 69.43 ≈ 69 pies

Capacidad volumétrica=916.67 pie3/h

Para calcular K:

1.1.14. Calculo de G:

Como A< 5 Con la velocidad máximo recomendad hallada en la tabla L.B n°2=90

Entonces G encontramos en la tabla L.B n°5=2.86

= 1.96x 2.86=5.6427 Hp

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS:

Diámetro 12 pulg.Longitud 69 pies

Velocidad 68.9 RPM

Potencia 5.6427

Cap. De llenado 30%

3.2.3. Calculo del elevador de cangilones de carga de los silos de almacenamiento

Consideraciones :

Del manual de L.B. tabla Nº3

Clasificación B26S

Peso especie. 36 Lbs/pie3

Diámetro 12 pulg

Por lo tanto K 31



Se tomo en cuenta al ángulo deresbalamiento de descarga delelevador o del cangilón de descargacon las dimensiones del silo sedetermino el tamaño y altura delelevador de canguilones

3.2.4. Calculo del gusano helicoidal de carga de los silos de almacenamiento.

Consideraciones: la medida del gusano se tomó de acuerdo a la

disponibilidad del espacio de la separación de los silos



4.- CONCLUSIONES:

Es muy importante tener en cuenta que si todo el sistema en su

conjunto está bien diseñado y funciona bien, tendremos muy

buenos resultados.

También es necesario considerar que el almacenamiento de granos

es una tarea fácil y accesible para todos, lo único que hay que tener

en cuenta son todos los aspectos aquí considerados para no fracasar

con la tecnología que se selecciona para trabajar.

Otro factor muy importante a tener en cuenta para cualquier tipo de

almacenamiento, es que cuanto mejor es la calidad de los granos a

almacenar mejor será su conservación.

5.- BIBLIOGRAFIA



http://www.cosechaypostcosecha.org/data/articulos/postcosecha/ConceptosBasic

osAlmGranosChacra.asp












5.- ANEXOS

TORNILLO SIN FIN ELEVADOR DE CANGUILONES

SECADOR Y SILO DE ALMACENAMIENTO DESCARGA Y TRANSPORTE DEL ARROZ

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