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  • 5/28/2018 Indices Ecuaciones

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    NDICE DE ECUACIONESEcuacion 6.1a.- Clculo de la Capacidad de transporte .......................................... 45

    Ecuacin 6.1b.- Capacidad de transporte ................................................................ 46

    Ecuacin 6.2.-rea transversal del producto sobre el transportador ....................... 46

    Ecuacin 6.3.-base real del rea ocupada por la papa ............................................. 46

    Ecuacin 6.4.- Peso Lineal de la carta .................................................................... 46

    Ecuacin 6.5.- Peso Lineal de los rodillos .............................................................. 47

    Ecuacin 6.6.- Calculo de la tensin en la zona de retorno .................................... 50

    Ecuacin 6.7.- Calculo de la tensin en la zona Curvilinea .................................... 50

    Ecuacin 6.8.- Calculo de la tensin en la zona de Carga ...................................... 50

    Ecuacin 6.9.- Calculo de la tensin en el tambor motriz ....................................... 51

    Ecuacin 6.10.- Carga de corte o carga de labor de la banda ................................. 51

    Ecuacin 6.11.- Peso lineal de la banda .................................................................. 52

    Ecuacin 6.12.- Clculo del tensor.......................................................................... 53

    Ecuacin 6.13.- Dimetro del tambor ..................................................................... 54

    Ecuacin 6.14.- Clculo de la potencia del motorreductor ..................................... 54

    Ecuacin 6.15.- Calculo altura disponible Etapa 1 ................................................. 80

    Ecuacin 6.16.- Caudal del fluido ........................................................................... 81

    Ecuacin 6.17.- Calculo Numero de Reynolds ....................................................... 82

    Ecuacin 6.18.- Calculo de la altura de bombeo ..................................................... 86

    Ecuacin 6.19.- Altura de succin .......................................................................... 86

    Ecuacin 6.20.- Calculo de la velocidad del fluido ................................................. 86

    Ecuacin 6.21.- Altura de velocidad en la succin ................................................. 87

    Ecuacin 6.22.- altura por prdidas primarias y secundarias .................................. 87

    Ecuacin 6.23.- Calculo de la altura de descarga tramo 1 ...................................... 88

    Ecuacin 6.24.- Velocidad del fluido tramo 1 ........................................................ 88

    Ecuacin 6.25.- altura de velocidad en la descarga tramo 1 ................................... 89

    Ecuacin 6.26.- Calculo de la velocidad de salida del chorro de agua ................... 92

    Ecuacin 6.27.- Calculo de la altura de presin ...................................................... 93

    Ecuacin 6.28.- Clculo de la cabeza de succin neta positiva .............................. 94

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    CAPITULO 1

    1 ASPECTOS GENERALES

    1.1INTRODUCCION

    La papa es un cultivo muy difundido a nivel mundial, cultivndose cerca de 5000

    variedades. La mayor diversidad gentica de papa se encuentra en las tierras altas de los

    Andes. La mayora de las papas nativas son cultivadas sobre los 3000 m.s.n.m., a sta

    altura la fuerte radiacin solar y los suelos orgnicos andinos brindan a estas papas

    caractersticas especiales.

    Es un tubrculo harinoso comestible producido por ciertas plantas de un gnero de la

    familia de las Solanceas; el nombre se aplica tambin a las plantas y es debido a la

    confusin que se cre en Espaa entre las voces americanas papa y patata. La patata

    blanca comn es un alimento bsico en casi todos los pases templados del mundo.

    La papa es uno de los tubrculos ms consumidos en nuestro pas. Es el tubrculo

    procedente de la planta Solanum tuberosum, proveedora de una gran cantidad de

    nutrientes y de energa, por su contenido de almidn, que en promedio puede alcanzar

    un 14%. Su contenido en protena y grasa es bajo

    Anualmente, Bolivia produce alrededor de 750 mil toneladas de papa, cuya totalidad vaa abastecer el mercado interno.

    Bolivia cuenta con ms de 1.400 variedades de papa. Esto, sumado a su capacidad de

    produccin anual, podra hacer atractiva la idea de la exportacin y de nuevas maneras

    de llegar a industrializarla.

    Empresas que se dedican a la comercializacin e industrializacin de la papa requieren

    alimentos de alta calidad y sobre todo higinicos. Esto tiene mucha importancia en la

    papa pues esta crecen en la tierra y para ser llevados a un supermercado o usarla como

    materia prima, antes de cualquier proceso, estas deben estar bien lavadas y sanas.

    Uno de los productos ms comerciales y que requiere ser limpiado en su totalidad es la

    papa, por lo que el objetivo del presente documento es disear y construir una mquina

    apta para lavar a este tubrculo con un enfoque a la industria procesadora de papa, de la

    manera ms eficiente mejorando su calidad de limpieza y costos.

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    1.2ANTECEDENTES GENERALES

    La industrializacin de la papa en Bolivia es una actividad relativamente nueva que

    comenz a desarrollarse en estos ltimos diez aos.

    La industria demand 26.000 toneladas del producto, de acuerdo con estudios

    realizados al 2003 y 2004, estas industrias ofrecen diversos productos procesados o

    semiprocesados que amplan la forma de consumo.

    Del total de empresas que industrializan este tubrculo, el 70 por ciento produce papas

    fritas en bolsa y pellets de papa, en tanto que 27 por ciento fabrica sopas, fcula o

    almidn, galletas, chuo y tunta embolsados. El menor porcentaje produce papas pre

    fritas congeladas.Si bien se producen un gran nmero de variedades de papa en nuestro pas, son

    determinados los parmetros o caractersticas en el momento de adquisicin del

    producto.

    La industria procesadora, es quien en definitiva viene a imponer a los productores

    requerimientos cualitativos del producto, como ser su tamao y variedad. Esta calidad

    viene exigida por la industria en el momento de adquisicin del producto y son

    proporcionadas a travs de la las empresas comercializadoras.

    Algunas de las variedades ms utilizadas en la industria son:

    Tabla 1.1: Variedades de Papa utilizadas en la industriaFUENTE: Fundacin PROIMPAProyecto papa andina

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    La demanda nacional de papa (como materia prima) estimada que requiere la industria,

    se ha calculado multiplicando el nmero de empresas por el promedio de produccin de

    la categora de empresa, estos datos representan la demanda nacional de papa por la

    industria

    Cuadro Demanda nacional de papa por la industria en t/ao (datos estimados).

    Tabla 1.2: Demanda nacional de papa por la industriaFUENTE: Fundacin PROIMPAProyecto papa andina

    Categora A: Industrias grandes

    Que cuentan con equipo adecuado al procesamiento de papa y el personal entrenado

    para el uso y manejo especifico de cada proceso, con una produccin mayor a las 150

    t/ao de papa fresca. En Bolivia no se tienen industrias de papa en esta categora.

    Categora B: Industrias medianas

    Si bien stas cuentan con equipo adecuado para el procesamiento de papa, su capacidad

    productiva es baja y solo logran producciones entre 100 a 150 t/ao. A esta categora

    corresponden cuatro industrias de papa frita en hojuelas, una de envasado de chuo y

    tunta y una que fre los pellets de harina de papa importados.

    Categora C: Industrias pequeas

    Talleres de procesamiento de papa que cuentan con equipo adaptado o de muy pequea

    Capacidad, logrando procesar entre 10 a 100 t/ao de papa. En esta categora estn

    cinco industrias de papa frita, dos de chuo y tunta y una de fritura de pellets de harina

    de papa.

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    Categora D: Empresas artesanales

    Pequeos talleres que no cuentan con equipo adecuado y la mayor parte de las tareas se

    realizan en forma manual, empleando ms personal. En esta categora se tienen 31

    empresas de elaboracin de papa frita, ocho de chuo y tunta, tres de almidn y dos depapa pelada refrigerada.

    1.3Descripcin del Problema

    El lavado es un punto fundamental en el proceso de la papa aunque la papa se requieran

    para un proceso de industrializacin o para el mercado interno, deben recibir un lavado

    previo, no slo por razones higinicas, sino tambin para prevenir la suciedad o los

    granitos de arena que siempre estn presentes.

    Bsicamente los objetivos principales del lavado son:

    Separar polvo, tierra, suciedad, partes de plantas, materias extraas, huevos de

    insectos y fragmentos de insectos.

    Reducir considerablemente la carga bacteriana superficial de la papa.

    Mejorar la calidad y aspecto de los productos

    En la situacin actual en la que encuentra las diferentes empresas dedicadas a la

    industrializacin o comercializacin de la papa, muchas de estas no cuentan con

    mquinas de lavado, ya que los costos de las maquinas diseadas para este proceso, son

    fabricadas en el extranjero haciendo los costos muy elevados para su adquisicin. De

    esa manera la tcnica de lavado se realiza de manera ineficiente y de una manera muy

    convencional, siendo en algunas empresas prcticamente casi manual, convirtindose

    muchas veces en un proceso aislado.

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    1.4OBJETIVOS DE INVESTIGACION

    1.4.1 OBJETIVOS GENERAL

    El objetivo general del proyecto es: Disear y dimensionar un equipo semiautomtico

    de lavado de la papa con capacidad de 5 qq/h.

    1.4.2 OBJETIVO ESPECIFICO

    Disear un proceso de lavado de la papa.

    Calcular y seleccionar los elementos ms adecuados para el lavado del producto

    con unacapacidad 5qq/h.

    Disear el sistema de control de la mquina mediante la programacin PLC.

    Calcular y seleccionar todos los elementos elctricos y electrnicos que

    intervienen en el proyecto.

    1.5JUSTIFICACION

    La limpieza de la Papa es una tarea importante y bastante difcil en el proceso de

    industrializacin o simplemente la distribucin del producto fresco dndole un valor

    agregado. Debido a la naturaleza de este tubrculo la limpieza implica la utilizacin degrandes cantidades de agua. En los procesos manuales generalmente se emplean varias

    tinas de agua y bastante personal agitando los sacos completamente llenos de producto,

    por todo anteriormente mencionado se la califica de una manera ineficiente y muy

    convencional ya que muchas veces el lavado se convierte en un proceso aislado.

    La implementacin de un proceso controlado elctricamente provee de una serie de

    beneficios como la reduccin de personal, el aprovechamiento del agua, reduccin de

    tiempo de trabajo y la uniformidad en la limpieza lo cual logra un mayor

    aprovechamiento del agua.

    El proceso de lavado en las empresas dedicadas a la industrializacin o

    comercializacin de la papa actualmente tiene las desventajas de que ocupa mucho

    espacio, se desperdicia gran cantidad de agua, toma mucho tiempo y mano de obra.

    Se pretende disear un sistema de lavado con mayor grado de eficiencia y con calidad

    de limpieza comparado a las maneras manuales de lavado adems este debe tener ungran de ahorro de agua el cual es un problema comn en estos tipos de sistemas.

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    Se ha pensado disear una mquina, que pueda reemplazar los sistemas convencionales,

    por uno ms tcnico. La mquina que se pretende disear consiste en un sistema

    transportador que conduce las papas mientras se produce el proceso de lavado. Este

    transportador permite que el lavado de las papas pueda llegar a ser parte de una lnea de

    procesamiento dando opcin a acoplar otros procesos dependiendo del propsito que se

    busque, ya sea pelado, deshidratado, , un clasificado por tamao, etc.

    En el desarrollo del proyecto se llegar a basarse en las empresas medianas

    industrializadoras de papa usando como parmetros las cifras anuales de demanda del

    producto y a los tipo de papas ms utilizadas; segn el requerimiento del producto se

    llegara a realizar los clculos, diseo y selecciona miento de los componentes

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    CAPTULO II.

    2 ESTUDIO DE CAMPO

    2.1Industrializacin y comercializacin de la papa

    En los pases desarrollados, se industrializa ms del 60% de la produccin total de

    algunos tipos de Tubrculos, mientras que en los dems pases se procesa tan slo el

    10%.

    Por lo general, en Amrica Latina y otros pases en vas de desarrollo el consumo de

    tubrculos se lo hace de manera fresca y procesadamente, pero en especial de la

    segunda, por lo que este tipo de productos es el que ofrece ms oportunidades para la

    expansin a nivel de empresas de gran escala y eventualmente tambin de menor escala.

    En el caso de Bolivia, la industrializacin de la papa es una actividad relativamente

    nueva que comenz a desarrollarse en estos ltimos diez aos. Es as que las industrias

    ofrecen diversos productos procesados o semiprocesados que amplan la forma de

    consumo.

    La produccin de papa en Bolivia est concentrada en la sierra, siendo las principales

    provincias productoras se tienen productores bsicamente en siete de los nueve

    departamentos del pas. Estas zonas productoras son La Paz, Oruro, Potos,

    Cochabamba, Chuquisaca, Tarija y Santa Cruz.

    En trminos generales, se puede decir que el cultivo de papa en el Bolivia es producido

    por pequeos agricultores (unidades familiares); alto el uso de mano de obra de la

    mujer, desplazando la participacin de la fuerza de trabajo asalariada a un segundo lugar

    Segn el ltimo censo agropecuario, se calcula que la produccin de papa en el Ecuadores de alrededor de 239 715.00 Tm /ao. De este volumen, se estima que tan solo 50 70

    0.00 Tm /ao (20% de la produccin nacional) se procesan anualmente: 50.48%

    corresponde a la industria propiamente dicha y el 49.52% corresponde al consumo de

    los restaurantes.

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    2.1.1 Tubrculos

    En el proceso de lavado y pelado de tubrculos, se debe estudiar a fondo las distintas

    variedades para conocer las caractersticas del cual estn conformados.

    Un tubrculo es un tallo subterrneo modificado y engrosado en su raz donde se

    acumulan los nutrientes de reserva para la planta. Posee una yema central de forma

    plana y circular. No posee escamas ni cualquier otra capa de proteccin, tampoco emite

    hijuelos. La reproduccin de este tipo de plantas se hace por semilla, aunque tambin se

    puede hacer por plantacin del mismo tubrculo.

    2.1.2 Papa (SOLANUM TUBEROSUM)

    Las papas son tubrculos comestibles que constituyen un alimento muy antiguo,

    utilizado por los pueblos de Amrica, antes que Cristbal Coln llegase a ella ya

    existan diferentes tipos de papa en el Bolivia, como las que se puede mostrar en el

    siguiente cuadro, (figura 2.1).

    Tabla 2.1: Diferentes tipos de papa en el BoliviaFuente: SNAG Bojanich. 1995. PROINPA e IBTA (1995).

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    La papa es un cultivo muy difundido a nivel mundial, cultivndose cerca de 5000

    variedades. La mayor diversidad gentica de papa se encuentra en las tierras altas de los

    Andes. La mayora de las papas nativas son cultivadas sobre los 3000 m.s.n.m., a sta

    altura la fuerte radiacin solar y los suelos orgnicos andinos brindan a estas papas

    caractersticas especiales.

    Es un tubrculo harinoso comestible producido por ciertas plantas de un gnero de la

    familia de las Solanceas; el nombre se aplica tambin a las plantas y es debido a la

    confusin que se cre en Espaa entre las voces americanas papa y patata. La patata

    blanca comn es un alimento bsico en casi todos los pases templados del mundo.

    2.1.3 Zonas productoras en Bolivia

    La produccin de papa en Bolivia est ampliamente difundida y se tienen productores

    bsicamente en siete de los nueve departamentos del pas. Estas zonas productoras son

    La Paz, Oruro, Potos, Cochabamba, Chuquisaca, Tarija y Santa Cruz. H. Zeballos

    muestra un mapa de Bolivia para la produccin de papa de 1995. (Mapa 1).

    En dicho mapa se muestran las reas de mayor produccin de papa en Bolivia y una

    representacin aproximada de la produccin de ese ao.

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    Figura 2.1: Mapa Zonas productoras en BoliviaFUENTE: Fundacin PROIMPAProyecto papa andina

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    Figura 2.2: Zonas productoras en BoliviaFUENTE: Fundacin PROIMPAProyecto papa andina

    2.1.4 Lavado - limpieza

    Aunque las papas requieran un proceso de pelado o simplemente para darle valor

    agregado, deben recibir un lavado previo. El lavado es un punto fundamental en el

    proceso de la papa. Los objetivos principales del lavado y/o limpieza son:

    Separar polvo, tierra, suciedad, partes de plantas, materias extraas, huevos de

    insectos y fragmentos de insectos.

    Reducir considerablemente la carga bacteriana superficial de la papa y as

    aumentar la eficiencia del proceso de esterilizacin.

    Mejorar la calidad y aspecto de los productos

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    2.2Tipo de mquinas lavadoras

    Entre los tipos de maquinarias se pueden encontrar diferentes tipos ya se por su tamao

    y capacidad, estas caractersticas son determinadas en funcin al uso que se le d.

    Entre la ms comn que se encuentra en la industria que se dedica al rubro del

    procesamiento de papas, se encuentra la que bsicamente utiliza agua a presin para

    eliminar la suciedad de la papa. La cual est dividida por mdulos de limpieza, la cual

    nos da la posibilidad de aadir ms procesos a la lnea de lavado.

    Dependiendo de los requerimientos de trabajo se disean las lneas de Lavado,

    Encerado, Secado, Seleccin, Calibracin y Llenado de sacos de Papas.

    2.2.1 LAVADO POR ASPERSIN

    Probablemente sea el mtodo de lavado hmedo ms utilizado.

    Consiste en exponer las superficies del alimento a duchas de agua. La eficacia del

    lavado depende de los siguientes factores: presin, volumen y temperatura del agua,

    distancia del producto al chorro, tiempo de exposicin del alimento a la ducha y numero

    de chorros de aspersin utilizados.

    Es conveniente utilizar el volumen de agua pequeo y a presin elevada no obstante

    estas pueden daar las frutas maduras y blandas o las hortalizas delicadas.

    Tipos de lavadoras por aspersin

    Lavadora de tambor y aspersin:

    Consiste en un tambor de barras o rodillos metlicos separados de forma que retengan

    los alimentos y dejen pasar los destrios o residuos. El tambor gira lentamente y enposicin inclinada, estos dos factores controlan tanto el movimiento del alimento en el

    tambor como la duracin del ciclo de lavado. El cilindro cuenta con un tubo central de

    aspersin con cabezales aspersores o rendijas a travs de las que se dispersa el agua.

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    Lavadora de cinta y aspersin:

    Consiste en un transportador, por ejemplo una cinta continua perforada, que desplaza

    los alimentos bajo un banco de aspersores de agua, con productos casi esfricos como

    manzanas se mejora el contacto utilizando rodillos que hagan girar la fruta bajo las

    duchas. Para mover las piezas pequeas se utilizan sistemas de transporte vibratorio.

    Figura 2.3: Sistema de Lavado por AspersinFuente: Ingemaq Chile

    Ventajas del uso:

    Permite sistemas de produccin continua

    Permite adaptacin de herramientas de escurrimiento en el rea de trabajo. Permite mayor rea de riego y optimizacin del agua a travs del riego

    uniforme

    Permite la adicin de soluciones

    Reduce la intervencin del operario en la produccin

    Desventajas:

    Alto costo de implementacin inicial Requiere manejo de efluentes

    2.2.2 LAVADO POR INMERSIN

    Es el mtodo ms simple de la limpieza hmeda y con frecuencia constituye una etapa

    preliminar de la limpieza de tubrculos y otros alimentos muy sucios. La tierra adherida

    se ablanda y en parte se desprende junto con las piedras, arena y otras sustancias

    abrasivas que pueden daar la maquinaria utilizada en las siguientes etapas. Para la

    inmersin se utilizan depsitos de metal, cemento liso u otros materiales que permitan

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    una limpieza y desinfeccin frecuentes. No se puede utilizar en sus construcciones

    materiales absorbentes como madera, disponen en el fondo de vas de descarga

    protegidas pro rejillas para eliminar las tierras densas y en los laterales, para la

    eliminacin de los detritos ligeros que flotan.

    Se puede mejorar la eficacia de la limpieza por inmersin:

    Desplazando el agua por medio de agitadores de hlice alojados en el depsito.

    Moviendo el producto en el seno del agua por medio de paletas de movimiento

    lento.

    Estos procedimientos tienden a deteriorar los productos delicados. Tambin se puede

    agitar haciendo burbujear aire procedimiento til para productos delicados como fresas,esprragos,... o para productos que atrapan la basura en su interior como espinacas o

    apio.

    Con el objeto de economizar agua y reducir el volumen de efluentes los depsitos de

    inmersin se alimentan con agua ligeramente contaminada procedente de etapas de

    lavado anteriores. En esta reutilizacin contra corriente de agua de lavado es esencial un

    riguroso control microbiolgico y cambiar regularmente el agua de inmersin. Para

    disminuir la carga microbiana en los tanques se suele clorar el agua, en la Figura 2.4, se

    muestra un ejemplo de un sistema de lavado por inmersin.

    Figura 2.4: Sistema de Lavado por AspersinFuente: Ingemaq Chile

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    Ventajas del uso:

    Permite diseo de diferentes capacidades Bajo Costo.

    Permite el uso u acondicionamiento de la materia prima con aditivos.

    Alimentacin el producto: nica y centrada o mltiple y repartida.

    Desventajas:

    Requiere supervisin para su uso

    Uso excesivo de agua.

    En el caso de utilizar algn aditivo genera mayor cantidad de efluentes.

    Alta intervencin del operario.

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    CAPITULO III

    3 MAQUINAS DE TRANSPORTE

    3.1 Generalidades de los mquinas de transporte

    Fig.3.1 Mquinas de transporte en la industriaFuente: www.Inman.com ;www.Hitrol.com

    El desarrollo de la produccin industrial en los diferentes pases ha trado nuevas ideas y

    exigencias en los equipos, como transportar materia prima durante el proceso

    productivo, productos semiacabados, productos terminados. Estos equipos, los cualesglobalmente se denominan transportadores, se caracterizan por eso, que pueden:

    transportar, cargar, descargar, almacenarlos por piezas y materiales agrupados sin parar

    los equipos (mquinas). El desarrollo de los transportadores no acaba aqu y se hacen

    los esfuerzos necesarios para disminuir los gastos de funcionamiento y el aumento en el

    nivel del proceso productivo para cumplir con los objetivos industriales que influyen

    para que constructivamente se perfeccionen los ya existentes y se desarrollen nuevos

    Las mquinas de elevacin y transporte se utilizan ampliamente en la industria para elmanejo y transporte de materiales slidos a granel o slidos unitarios, es decir para el

    almacenamiento de piezas, materiales y productos terminados de modo que estn a la

    mano en el momento en que sea necesario en un proceso de manufactura u operacin de

    servicio.

    http://www.inman.com/http://www.hitrol.com/http://www.hitrol.com/http://www.inman.com/
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    3.1.1Transporte continuo y discontinuo

    El transporte continuo implica el almacenamiento y traslado de materiales slidos

    susceptibles de fluir, como materiales finos y de flujo fcil (por ejemplo la harina de

    trigo o arena), materiales en forma de granos (por ejemplo frijoles de soya), omateriales en trozos o pedruscos (por ejemplo, el carbn mineral o la corteza de

    madera desmenuzada).

    Fig.3.2a Mquinas de transporte en la industriaFuente: Internet

    El transporte discontinuo abarca el almacenamiento y traslado de elementos que poseen

    forma individual integrada, como las partes fabricadas de metal, u otras que se

    encuentren acomodadas en cajas, en cajones o artesas sobre

    Plataformas o tarimas (debido a lo cual se denominan cargas unitarias).

    Fig.3.2b Mquinas de transporte en la industria

    Fuente: Internet

    En los que se refiere al manejo de lquidos y gases suele dejarse al dominio industrial de

    la mecnica de los fluidos, aunque el almacenamiento y traslado de tambores que

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    contengan materiales lquidos se ubica ms apropiadamente, dentro del dominio del

    transporte discontinuo de materiales.

    3.1.2Divisin de las mquinas de transporte

    Los dos tipos bsicos de transportadores utilizados en el manejo y transporte de

    materiales son:

    Transportadores por gravedad

    Transportadores mecanizados

    Dentro de los transportadores por gravedad se encuentran los trasportadores de canal,

    transportadores de rodillos y ruedas o rodillos segmentados, que esencialmente utilizan

    el principio de gravedad para desplazar artculos desde algn punto de mayor elevacinhasta otro punto localizado a menor altura.

    En los transportadores mecanizados se utilizan motores elctricos, motores de

    combustin, etc. Para accionar bandas, cadenas o rodillos en diferentes tipos de

    transportadores montados sobre el piso, integrados en el o bien elevados.

    3.2Transportadores

    3.2.1 Bandas transportadoras

    Los transportadores de banda o correa sin fin se utilizan ampliamente en la industria;

    pueden alcanzar distancias hasta de varios kilmetros y desarrollar velocidades que

    llegan a unos 300 [ m / min ]; son capaces de manejar miles de toneladas de material por

    hora.

    Fig.3.3 Transportadores de bandaFuente: www.iaf.es/enciclopedia/cintasa ;www.inman.Com

    http://www.iaf.es/enciclopedia/cintasahttp://www.inman.com/http://www.inman.com/http://www.iaf.es/enciclopedia/cintasa
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    Las bandas transportadoras suelen instalarse horizontalmente o en declives que varan

    de 100a 200frecuentemente llegando excepcionalmente a una inclinacin mxima de

    300. Los cambios de direccin pueden lograrse con facilidad en el plano vertical de la

    trayectoria de la banda, pero los cambios en el plano horizontal deben efectuarse

    mediante dispositivos como canales y correderas de conexin entre las diferentes

    secciones de las bandas transportadoras

    3.2.2 Descripcin de sus componentes

    4)

    5)

    2)

    6)

    1)

    3)

    8)

    Fig. 3.4 Esquema de un transportador de bandaFuente: Apuntes de clases (MEC340)

    1) Banda o cinta transportadora

    2) Rodillos y asientos ( conduccin y apoyo de la banda )

    3) Equipo de accionamiento

    4) Equipo tensor

    5) Tolva de cargado

    6) Tolva de descargue7) Accesorios complementarios: Barandillas de seguridad, limpiadores,

    desviadores, carro descargador.

    8) Estructura de soporte

    3.2.3Clasificacin

    Los transportadores de banda por el tipo de asientos y rodillos se clasifican en:

    Bandas de rodillos horizontales

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    Bandas de asientos y rodillos tipo V

    Bandas de asientos y rodillos tipo trapezoidal

    Bandas de asientos y rodillos tipo guirnalda

    Bandas de rodillos horizontales

    Fig. 3.5 Banda de rodillos horizontalesFuente: Stroje de Ing. Rudolf Dvok a Kolektiv

    Bandas y rodillos tipo V

    La banda o cinta de asientos y rodillos tipo V, se utilizan para evitar que el material a

    transportar se derrame por los laterales

    Asientos y rodillos tipo V Tipo trapezoidalTipo Guirnalda

    Fig. 3.6 Bandas y rodillos tipo VFuente: Stroje de Ing. Rudolf Dvok a Kolektiv

    Bandas y rodillos tipo guirnalda

    Los asientos y rodillos tipo guirnalda tiene la ventaja de utilizar una cantidad ms

    reducida de rodamientos. Los rodillos representados en la figura 3.7son fabricados de un

    material sinttico por ejemplo el Neo Pren

    Entre los inconvenientes, ofrecen mayor resistencia al movimiento y por ende requieren

    mayor potencia en los motores.

    3.3 Transportadores articulados por cadenas

    Son utilizados para el transporte de materiales con alta densidad o con peso especfico

    elevado. Muy utilizado en el transporte de procesos en la industria de la minera.

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    Fig. 3.7 transportador articulado por cadenasFuente: www.Conveyorspacheco.com

    Si se utilizan cadenas para el transporte entonces se utilizan ruedas dentadas o catalinas

    en lugar de tambores de accionamiento. Ejemplo escaleras mecnicas.

    3.3.1 Componentes

    Fig. 3.8 Esquema de un transportador articulado por cadenasFuente: Apuntes de Clases (MEC340)

    1)Cadena articulada

    2)Estacin tensora

    3)Estacin de accionamiento

    4)Carril de apoyo ( para la cadena )

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    3.3.2Clasificacin

    Por el tipo de cadena se puede clasificarlas en Transportadores de :

    cadena de arrastre

    Cadena de Borde

    Cadenas de Envases y embalajes

    Cadenas de Piso

    Cadenas de Tablillas flexibles

    Cadenas de Tablillas rectas

    Cadenas planas

    Cadena Redler

    Cadena Paletas

    Figura 3.9.-Transportador de cadenas ( paletas )Fuente: www.screwconveyorcorp.com

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    4 CAPTULO IV.

    SISTEMA ELCTRICO DE CONTROL.

    4.1Dispositivos de proteccin.

    Es muy importante para un adecuado funcionamiento de todos los procesos en una

    planta industrial que las protecciones estn adecuadamente seleccionadas, toda vez que

    su funcionamiento e integridad dependen de los mismos

    Por otro lado ningn sistema industrial est libre de fallas, las anomalas siempre estn

    presente aunque no frecuentemente, entre ellas las que podemos destacar son: el

    cortocircuito, la sobrecarga, la sobre y sub tensin y la falta de fase y neutro, las mimas

    que deben ser eliminadas lo ms rpidamente posible con el fin de no daar la

    integridad de los equipos y materiales

    Con esta finalidad se utiliza un conjunto equipos y dispositivos de proteccin entre los

    que podemos indicar:

    4.1.1 Fusible.

    Primeramente distinguiremos conceptualmente lo que es un cortocircuito y una

    sobrecarga en trminos utilizados en el lxico elctrico.

    Cortocirtuito es toda conexin accidental o intencional de dos puntos que se encuentran

    bajo potenciales diferentes, la cual provoca un circulacin de corrientes mayor a 10

    veces la corriente nominal de motor, denominada corriente de corto circuito.

    Sobrecarga es una condicin anormal de funcionamiento y se la considera peligrosa si

    la misma es permanente provocando circulacin de corriente mayores a la nominal y

    menor a 10 veces la corriente nominal del motor y no peligrosa si la misma es de corta

    duracin.

    El fusible es un elemento de proteccin del conductor y de la carga contra

    cortocircuitos. As como el conductor es seleccionado en base a la carga mxima a

    soportar, as tambin el fusible debe seleccionarse en relacin a la carga pero no a la

    mxima sino a la actual en juego

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    Fusible Diazed

    Figura 4.1 Fusible DiazedFuente: Internet

    Los fusibles NH

    Figura 4.2 Fusibles NHFuente: Internet

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    4.1.2 Rel trmico.

    Los rels trmicos son los aparatos ms utilizados para proteger los motores

    contra las sobrecargas dbiles y prolongadas. Se pueden utilizar en corriente

    alterna o continua. Este dispositivo de proteccin garantiza:

    Optimizar la durabilidad de los motores, impidiendo que funcionen en

    condiciones de calentamiento anmalas.

    La continuidad de explotacin de las mquinas o las instalaciones evitando

    paradas imprevistas.

    Volver a arrancar despus de un disparo con la mayor rapidez y las mejores

    condiciones de seguridad posibles para los equipos y las personas

    4.2Interruptor automtico:

    Un disyuntor, interruptor automtico, breaker o pastilla es un aparato capaz de

    interrumpir o abrir un circuito elctrico cuando la intensidad de la corriente elctrica

    que por l circula excede de un determinado valor o, en el que se ha producido un

    cortocircuito, con el objetivo de no causar daos a los equipos elctricos. A diferencia

    de los fusibles, que deben ser reemplazados tras un nico uso, el disyuntor puede ser

    rearmado una vez localizado y reparado el dao que caus el disparo o desactivacin

    automtica.

    Se fabrican disyuntores de diferentes tamaos y caractersticas lo cual hace que sea

    ampliamente utilizado en viviendas, industrias y comercios.

    Figura 4.3 Interruptor automtico

    Fuente: Internet

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    4.2.1 TIPOS

    Los disyuntores ms comnmente utilizados son los que trabajan con corrientes

    alternas, aunque existen tambin para corrientes continuas.

    Los tipos ms habituales de disyuntores son:

    Disyuntor magneto-trmico.

    Disyuntor magntico.

    Disyuntor trmico.

    Guardamotor.

    Tambin es usada con relativa frecuencia, aunque no de forma completamente correcta,

    la palabra rel para referirse a estos dispositivos, en especial a los dispositivos trmicos.

    Coloquialmente se da el nombre de "automticos", "fusibles", "tacos" o incluso

    "plomos" a los disyuntores magneto-trmicos y al diferencial instalados en las

    viviendas.

    En el caso de los ferrocarriles, se utiliza un disyuntor para abrir y desconectar la lnea

    principal de tensin, cortando la corriente directamente a partir del pantgrafo al resto

    del tren.

    4.3Dispositivos de maniobra.

    Son dispositivos que permiten establecer, conducir e interrumpir la corriente para la

    cual han sido diseados.

    En las aplicaciones relacionadas con automatizacin y control de procesos vinculadas

    con electricidad en mquinas, dispositivos elctricos e instalaciones, existen distintos

    tipos de accionamientos que permiten la gestin por medio de lo que se denomina lgica

    de contactos.

    4.3.1 Contactor

    Podemos definir un contactor como un aparato mecnico de conexin y desconexin

    elctrica, accionado por cualquier forma de energa, menos manual, capaz de establecer,

    soportar e interrumpir corrientes en condiciones normales del circuito, incluso las de

    sobrecarga.

    Las energas utilizadas para accionar un contactor pueden ser muy diversas: mecnicas,

    magnticas, neumticas, fludricas, etc. Los contactores corrientemente utilizados en la

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    industria son accionados mediante la energa magntica proporcionada por una bobina,

    y a ellos nos referimos seguidamente.

    Un contactor accionado por energa magntica, consta de un ncleo magntico y de una

    bobina capaz de generar un campo magntico suficientemente grande como para vencerla fuerza de los muelles antagonistas que mantienen separada del ncleo una pieza,

    tambin magntica, solidaria al dispositivo encargado de accionar los contactos

    elctricos

    4.3.1.1DESCRIPCION GENERAL

    Figura 4.4 Descripcin de un contactorFuente: Internet

    4.3.2 Pulsadores.

    Pulsador: Elemento que permite el paso o interrupcin de la corriente mientras es

    accionado. Cuando ya no se acta sobre l vuelve a su posicin de reposo.

    Puede ser el contacto normalmente cerrado en reposo NC, o con el contacto

    normalmente abierto Na.

    Consta del botn pulsador; una lmina conductora que establece contacto con los dos

    terminales al oprimir el botn y un muelle que hace recobrar a la lmina su posicin

    primitiva al cesar la presin sobre el botn pulsador.

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    Figura 4.5 Descripcin de un contactorFuente: Internet

    4.3.3 Temporizadores

    Un temporizador es un aparato con el que podemos regular la conexin desconexin

    de un circuito elctrico despus de que se ha programado un tiempo. El elemento

    fundamental del temporizador es un contador binario, encargado de medir los pulsos

    suministrados por algn circuito oscilador, con una base de tiempo estable y conocida.

    El tiempo es determinado por una actividad o proceso que se necesite controlar.

    Se diferenca del rel, en que los contactos del temporizador no cambian de posicin

    instantneamente. Podemos clasificar los temporizadores en:

    De conexin: el temporizador recibe tensin y mide un tiempo hasta que libera los

    contactos

    De desconexin: cuando el temporizador deja de recibir tensin al cabo de un tiempo,

    libera los contactos

    Figura 4.6 Descripcin de un contactorFuente: Internet

    4.3.4 Conmutadores

    Los conmutadores al igual que los pulsadores, son dispositivos de maniobra que

    proporciona seales de tipo momentneo o permanente segn sea el caso

    Desde el punto de vista encontramos conmutadores de dos, tres posiciones, conretencin (sin retorno)

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    Figura 4.7 Descripcin de un contactorFuente: Internet

    4.4Motores

    4.4.1 Categora de servicio

    Categora de servicio Descripcin

    AC1 Hornos

    AC2 Motores de rotor bobinado anillos rozantes regula torque de

    arranque

    AC3 Para maquinas jaula o de induccin no es posible bajar su

    velocidad ni torque

    AC4 Para funcionamiento y despus de que haya estado en repos

    despus de un tiempo, continuamente que haya arranques

    DC2 Motores de corriente continua y conexin en paralelo

    DC3 Motores de corriente continua y conexin en paralelo

    DC4 Motores de corriente continua y conexin en serie

    DC5 Motores de corriente continua y conexin en serie

    DC6 Motores de corriente continua y conexin en compuestos

    DC7 Motores de corriente continua y conexin en compuestos

    Tabla 4.1.- Categoria de servicio Motores elctricosFuente: Metodologa de clculo de transportadores de banda, Universidad de Holgun, Cuba

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    4.4.2 Conceptos bsicos

    4.4.2.1Motor elctrico

    Rotor de un motor elctrico. Un motor elctrico es una mquina elctrica que

    transforma energa elctrica en energa mecnica por medio de campos

    electromagnticos variables.

    Algunos de los motores elctricos son reversibles, pueden transformar energa mecnica

    en energa elctrica funcionando como generadores. Los motores

    Elctricos de traccin usados en locomotoras o en automviles hbridos realizan a

    menudo ambas tareas, si se los equipa con frenos regenerativos.

    Son muy utilizados en instalaciones industriales, comerciales y particulares. Pueden

    funcionar conectados a una red de suministro elctrico o a bateras. As, en automviles

    se estn empezando a utilizar en vehculos hbridos para aprovechar las ventajas de

    ambos.

    Ventajas

    En diversas circunstancias presenta muchas ventajas

    Respecto a los motores de combustin:

    A igual potencia, su tamao y peso son ms reducidos.

    Se pueden construir de cualquier tamao.

    Tiene un par de giro elevado y, segn el tipo de motor, prcticamente constante.

    Su rendimiento es muy elevado (tpicamente en torno al 75%, aumentando a

    medida que se incrementa la potencia de la mquina).

    Este tipo de motores no emite contaminantes, aunque en la generacin de

    energa elctrica de la mayora de las redes de suministro s emiten

    contaminantes.

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    CAPITULO V

    5 ANALISIS Y SELECCIN DE ALTERNATIVAS PARA EL LAVADO DE

    LA PAPA

    5.1Transportacin y lavadoLa transportacin es una operacin de materiales, ya que sin importar el sistema

    utilizado, la finalidad es la misma, transportar materiales a granel ya que si es efectuado

    de una adecuada se obtienes, un proceso con ms eficacia, rapidez, sincronismo y

    durabilidad del sistema elegido.

    La eleccin de un sistema de transportacin depende directamente del material a

    transportar, la velocidad necesario, y el cuidado para transportar el producto. Por todo

    esto se har una presentacin de los diferentes tipos de sistemas de transporta que

    podran ser utilizados para el lavado de la papa.

    5.1.1 Transportador de banda con listones

    En este tipo de alimentacin la operacin da inicio cuando el operario deposita el saco

    de papas en la etapa de remojado previo al lavado, la cual consta de un tanque lleno de

    agua, dentro del tanque se encuentra la banda que lleva fijado unos listones y es

    accionado por el tambor motriz.El producto queda alojado en los listones de la banda y recorre hasta donde se encuentra

    el tambor motriz o de accionamiento, para luego ser transportado hacia la parte superior

    donde se encuentra la siguiente etapa del lavado.

    Figura 5.1: Transportador de banda con listonesFuente: google.com

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    Donde:

    1. Cinta transportadora

    2. Listones

    3. Tambor motriz4. Tambor de reenvo

    Ventajas

    Se utilizan para una transportacin sincronizada y continua

    El costo es bajo en relacin a otro tipo de transportacin

    El producto no resbala ya que tiene listones en la banda

    Desventajas

    Debido a que los listones se empernan a la banda, se reduce la vida til de la

    misma

    Como una parte de la transportadora est sumergida en agua, se reduce la vida

    del elemento de transmisin debido a la oxidacin.

    5.1.2 Trasportador de cangilones

    Tambin llamados elevadores ya que se desplazan en direccin tanto inclinada como

    vertical, la alimentacin se la realiza por una tolva de carga que lleva el producto hacia

    los cangilones, el rgano de traccin es una cinta o banda transportadora, una vez

    elevado el producto es descargado al final del trayecto

    Figura 5.2: Trasportador de cangilonesFuente: internet

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    Ventajas

    En cualquier tramo de la lnea produce una fcil descarga del producto.

    El producto puede ser transportado en forma vertical o inclinada

    Desventajas

    Tiene un elevado peso por los cangilones y sus componentes.

    La capacidad del producto a transportar est limitada por el tamao de los

    cangilones

    Tiene un elevado costo de fabricacin

    5.1.3 Transportador de rodillos

    Este tipo de transportadores se caracteriza por sus rodillos mviles, los mismos que se

    finjan a una cadena y son accionados por medio de catalinas, se utilizan

    primordialmente cuando son utilizados para ciclos de lavado de productos ya que

    permite un

    escurrimiento

    adecuado.

    Figura 5.3: Trasportador de Rodillos

    Fuente: google.com

    Donde:

    1.- Rodillos

    3.- Tambor motriz

    4.- Tambor de reenvo

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    Ventajas

    Produce velocidades constantes de transportacio, bien sincronizadas

    Debido a la disposicin de los rodillos favorece enormemente para un lavdo a

    presin del produco ya que se escurre fcilmente.

    Desventajas

    Constante mantenimiento

    5.2sistema de transmisin

    Los sistemas de transmisin ms utilizados son:

    Correas

    engranes

    cadenas

    5.2.1 Correas

    Ventajas

    Bajo costo

    Transmiten potencia para grandes distancias entre centros.

    Desventajas

    Existen muchas prdidas de potencia (35%)

    Se reduce su potencia cuando es sometido a grandes cargas

    5.2.2 Engranajes

    Ventajas

    Excelente para transmisin de movimiento de rotacin.

    Buena confiabilidad.

    No producen mucho ruido cuando su mantenimiento es adecuado

    Desventajas

    Dificultad en la contruccion de este tipo de transmisiones

    Elevado costo

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    5.2.3 Cadenas

    Ventajas:

    No se produce estirado o resbalamiento ya que tiene una relacin constante de

    velocidad.

    Mantenimiento mnimo.

    Alta confiablidad.

    Su eficiencia es del 98% y no produce muchas prdidas.

    Desventajas:

    Elevado costo.

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    5.2.4 Matriz morfolgica de seleccin

    Figura 5.4: Matriz morfolgica de seleccinFuente: Elaboracin propia

    5.2.5 Seleccin

    Como la lavadora consta de tres etapas de lavado (remojo, lavado a presin y enjuague),

    se selecciona para la primera etapa la alternativa 2, una cinta transportadora con listones

    ya que nos proporciona un alimentacin continua y sincronizada del producto, para la

    segunda etapa se selecciona la alternativa 3, una transportadora de rodillos debido a que

    es aqu en donde el producto es lavado a presin y proporciona un escurrimiento rpido

    del mismo

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    Finalmente para la etapa de enjuague se selecciona de igual forma la alternativa 2, una

    cinta transportadora con listones debido a lo anteriormente expuesto y como aqu es el

    final del lavado el producto del lavado el producto es descargado.

    De acuerdo a nuestra necesidad y al anlisis de los sistemas de transmisin masutilizados, se selecciona la transmisin por cadena ya que nos brinda una buena

    transmisin de fuerza, rotacin constante de velocidad y como se utilizara moto

    reductores se obtienen velocidades optimas en cada etapa del lavado

    5.3Descripcin de la sistema de lavado

    La mquina lavadora est constituida por 3 etapas, la primera por una cinta

    transportadora inclinada con listones, la misma que una vez que el producto es arrojado

    al tanque para su remojo esta se encarga de elevar la papa hacia la segunda etapa, en

    donde se realiza el lavado con agua a presin mientras es arrastrado por un

    transportador horizontal de rodillos, que facilita su escurrimiento, en esta etapa el agua

    no se desperdicia ya que recircula al tanque de enjuague.

    Finalmente el producto es descargado en el segundo tanque de enjuague en donde se

    encuentra otra cinta transportadora inclinada con listones que eleva el producto hacia la

    tolva de descarga.

    Se utilizara un sistema de bombeo para el lavado a presin, el agua recirculara para que

    no exista perdida innecesaria de agua en ninguna etapa de lavado, garantizando

    previamente un adecuado sistema de filtrado de agua para evitar daos en la bomba y en

    algn punto del sistema de agua instalado.

    El rea de terreno disponible depender directamente del espacio fsico que va ser

    utilizado por el conjunto de mquinas diseadas, y sern dispuestas de tal manera que

    faciliten su instalacin y mantenimiento

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    CAPITULO VI

    6 DISEO Y SELECCIN DE LOS COMPONENTES DE LA MQUINA

    6.1Parmetros funcionales

    Para el anlisis de nuestra equipo de lavado de papa, destacamos las partes mas

    importantes como son:

    Transportador inclinado de banda con listones para la etapa de remojo del

    producto.

    Transportador de rodillos para la etapa de lavado con agua a presin

    Transportador inclinado con listones para la etapa de enjuague del producto

    Fig. 6.1 Esquema general de la lnea de lavado

    Fuente: Elaboracin propia

    6.2Volumen del producto a lavar

    El equipo de lavado de papa estar diseado para para una capacidad de lavado de

    5qq/h, tomando en cuenta parmetros y cifras de la cantidad de papa que utiliza para su

    procesamiento en una empresa procesadora del mediano, la cantidad anual utilizada de

    papa llega a ser de 100 a 150 t/ao.

    El resultado nos da 115 t/ao, cifra la cual se encuentra en el rango de la cantidad

    utilizada por una empresa mediana procesadora de papa(verificar en tablas de anexo1).

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    6.3PRIMERA ETAPA DE LAVADO

    El sistema de lavado mencionado consiste en su primera etapa en un transportador de

    banda con listones, imitando la funcin de un transportador de cangilones

    6.3.1 Trazado de ruta y dimensiones

    Las dimensiones de este transportador de banda son establecidas tomando en cuenta la

    necesidad y su requerimiento, siendo uno de los parmetros principales la altura de

    alimentacin, en este caso asumimos las dimensiones.

    Figura 6.2. Dimensiones de la primera etapa de LavadoFuente: Elaboracin propia

    Dnde:

    H: Altura de descarga 1.7 m

    h: Altura de carga 0.3 m

    L: Longitud de transporte 3.35 m

    : Angulo de transporte 30

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    Figura 6.3: Primera Etapa Remojo del productoFuente: Elaboracin propia

    6.3.2 Calculo del sistema de transportadores

    6.3.2.1Producto a transportar

    Bsicamente el objetivo de este proyecto es disear un equipo de lavado de papa

    enfocndonos a la industria que procesa este producto, por tal razn tomaremos como

    parmetro la variedad de papa comnmente ms utilizada en este tipo de industrias, las

    variedades ms demandadas son la desire roja, sea boliviana o peruana, y la

    huaycha.

    Bajo estos parmetros tomaremos a la variedad desire para basarnos en los clculos, la

    misma que posee las siguientes caractersticas: Peso Especfico: = 1.077 Dimetro aproximado d= 16 cm

    Longitud promedio l= 12 cm

    Debido a el producto a transportar tiende a no tener un lado plano, esto le permite

    rodar o girara por lo que ser necesario utilizar empujadores o tambin llamados

    calzos que van instalados en la banda transportadora.

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    6.3.2.2Capacidad de transporte

    La capacidad de transporte equivale a un caudal de alimentacin de la papa.

    Ecuacion 6.1a.- Clculo de la Capacidad de transporteFuente: Fuente: Transportadores y elevadores; Antonio Miravete, Emilio Larrod

    Dnde:

    Q = Volumen de papa () = peso especfico del producto ()

    6.3.2.3Anchura de Banda

    Figura 6.4.-Vista frontal del transportadorFuente: Elaboracin Propia (Autocad 2012)

    Figura 6.5.- Apilamiento del productoFuente: Elaboracin propia(Solidworks 2012)

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    Debido al ngulo de inclinacin, de la banda; el producto tendr una tendencia a

    apilarse por lo cual tomamos en cuenta una altura mnima de apilamiento.

    La anchura de la banda est en funcin del caudal de alimentacin y viene dado por las

    siguientes ecuaciones encontradas en las diferentes bibliografas sobre transportadoresde bandas:

    Ecuacin 6.1b.- capacidad de transporte

    ( ) Ecuacin 6.2.-rea transversal del producto sobre el transportador

    Ecuacin 6.3.-base real del rea ocupada por la papa

    Fuente: Transportadores y elevadores Escrito por Antonio Miravete,Emilio LarrodALEXNDROV M. Mquinas de Elevacin y Transporte. 9na ed. Rusia: MIR

    Q = ()= ()V = velocidad del transportador (1 m/s) valor asumido

    b = (m)

    B = ancho de la banda (0,65 m) valor asumido

    H = altura de apilamiento 0.1 (m)

    Reemplazando obtenemos lo siguiente:

    b: 0,58 m

    0.07 m

    6.3.2.4Pesos Lineales

    Peso de la Carga

    Ecuacin 6.4.- Peso Lineal de la cartaFuente: Transportadores y elevadores; Antonio Miravete, Emilio Larrod

    Mquinas de Elevacin y Transporte, ALEXNDROV M.. 9na ed. Rusia: MIR

    Donde:

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    qc= Peso de la carga ( kg/m )

    Por lo tanto haciendo las conversiones de unidades correspondientes tenemos:

    qc= 0,050 kg/m

    Peso de la banda

    El peso lineal de la banda est en funcin del ancho de la misma.

    Por lo que:

    qb= 30*B < qb < 35 *B

    qb= 30*0.7

    Dnde:

    qb= peso de la banda (kg/m)(valor aproximado)

    B= ancho de la banda (0,7 m)

    Por lo tanto:

    qb= 21 kg/m

    Peso de los rodillos

    Zona de carga(parte superior

    Ecuacin 6.5.- Peso Lineal de los rodillos

    Fuente: Transportadores y elevadores; Antonio Miravete, Emilio Larrod

    Mquinas de Elevacin y Transporte, ALEXNDROV M.. 9na ed. Rusia: MIR

    Anexo 5B : Catalogo Rotrans Rodillos

    Dnde:

    qR= peso de los rodillos zona de carga (kg/m)

    GR= peso de los rodillos (9.08 kg)

    CR= distancia entre rodillos (0,75 m)

    Zona de descarga (parte inferior)

  • 5/28/2018 Indices Ecuaciones

    48/116

    Por criterio propio no se colocaran rodillos en la zona de inferior de la banda

    debido a que los listones se encuentran acoplados a la banda y dificultaran la

    transmisin.

    Peso de los listones(ANEXO 2A)

    Figura 6.6: perfil de los Listones

    Fuente: google.com

    Se decide poner listones cada 40 cm.

    El perfil seleccionado es un ngulo de acero con las siguientes caractersticas

    DENOMINACION: AL 50 X 3

    PESO LINEAL: 2,29 kg/m

    qL= 2,29 kg/m

    6.3.2.5 Coeficientes de friccin

    Se produce friccin en los siguientes casos:

    1. Banda de soporte en la zona de carga

    2. Banda con tambor motriz Por lo tanto:

    Coeficiente de rodadura= Kr: 0,03 (para transporte porttil y en buenas

    condiciones de trabajo)

    Coeficiente de rozamiento: 0,2 (para tambor de fundicin o acero enambiente hmedo), 0,3 (para tambor de fundicion o acero en ambiente seco).Fuente: AVALLONE E. Marks Manual del Ingeniero Mecnico. 9na ed.

  • 5/28/2018 Indices Ecuaciones

    49/116

    6.3.2.6Clculo de Tensiones

    El objetivo del clculo de tensiones es primordial, ya que encontrando las tensiones

    podremos dimensionar la potencia del motor reductor, realizar un correcto selecciona

    miento de la banda encontrando su mxima Carga de corte, de esa manera asegurando

    las resistencia a las fuerzas generadas en su funcionamiento, adems hago notar que por

    conveniencia en cuanto a catlogos el clculo de las tensiones se realizar usando las

    unidad de kgf.

    Figura 6.7: diagrama de fuerzasFuente: Elaboracin propia(AutoCAD 2012)

    Zona de retorno

    Haciendo un anlisis de fuerzas tenemos:

    [( ) ( )]

    [( ) ( ) ]

    Entonces en esta zona la tensin est dada por:

    [( ) ( ) ]Donde:

    = longitud horizontal o proyeccin del transportador (m)

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    50/116

    Reemplazando los valores de tiene la siguiente ecuacin:

    Ecuacin 6.6.- Calculo de la tensin en la zona de retorno

    Fuente: Transportadores y elevadores; Antonio Miravete, Emilio LarrodMquinas de Elevacin y Transporte, ALEXNDROV M.. 9na ed. Rusia: MIR

    Zona Curvilnea

    En esta zona la tensin est en funcin del ngulo de contacto de la banda con el

    tambor de reenvo.

    Ecuacin 6.7.- Calculo de la tensin en la zona CurvilineaFuente: Transportadores y elevadores; Antonio Miravete, Emilio Larrod

    Mquinas de Elevacin y Transporte, ALEXNDROV M.. 9na ed. Rusia: MIR

    Donde

    Coeficiente de rodadura (1.05 para ngulo de contacto 180)Obteniendo:

    Zona de carga

    En esta zona el transportador recibe la papa que se va alimentar

    Ecuacin 6.8.- Calculo de la tensin en la zona de Carga

    Fuente: Transportadores y elevadores; Antonio Miravete, Emilio Larrod

    Mquinas de Elevacin y Transporte, ALEXNDROV M.. 9na ed. Rusia: MIR

    Donde

    = Coeficiente de correccin o aumento (por criterio se toma =1,3)Q= Volumen de Papa (t/h)

    v= velocidad del transportador (m/s)

    Por lo que se tiene la siguiente ecuacin:

    Adems en esta zona se puede tambin establecer la siguiente ecuacin:

    ( ) ( )

  • 5/28/2018 Indices Ecuaciones

    51/116

    Por lo que se obtiene:

    Fuente: Transportadores y elevadores; Antonio Miravete, Emilio Larrod

    Mquinas de Elevacin y Transporte, ALEXNDROV M.. 9na ed. Rusia: MIR

    En el tambor motrizAqu tiene validez la ecuacin de Euler

    Ecuacin 6.9.- Calculo de la tensin en el tambor motriz

    Fuente: Transportadores y elevadores Escrito por Antonio Miravete,Emilio LarrodALEXNDROV M. Mquinas de Elevacin y Transporte. 9na ed. Rusia: MIR

    Donde:

    Coeficiente de friccin entre banda y tambor motriz (por criterio = 0,3) Angulo de contacto de la banda y tambor motriz ( rad)Con lo que se obtiene:

    Resolviendo el sistema de ecuaciones tenemos los siguientes valores de tensiones:

    = 47.81 kg. [T min]

    = 76.25 kg.= 80.07kg.= 80.07kg.= 122.04 kg. [T mx.]

    6.3.2.7Seleccin de la banda

    La seleccin se realiza de acuerdo a la resistencia de la banda, en la cual se tomara el

    caso ms crtico que viene dado por la ecuacin:

    Ecuacin 6.10.- Carga de corte o carga de labor de la banda

    Fuente: Transportadores y elevadores; Antonio Miravete, Emilio Larrod

    Mquinas de Elevacin y Transporte, ALEXNDROV M.. 9na ed. Rusia: MIR

    Dnde segn catlogos (ANEXO 8):

    q= Carga de corte o carga de labor de la banda (kg/cm)

  • 5/28/2018 Indices Ecuaciones

    52/116

    T= Tensin mxima de la Banda (122,4 kg)

    FS= Factor de seguridad (5) valor asumido

    i= nmero de lonas de la banda (2)

    B= ancho de la banda (700 mm)

    Por lo tanto:

    q= 4,33 kg/cm

    q= 24.44 lb/pulg

    Se elige una Banda ANL 168 de la Marca ICOBANDAS, que tiene las siguientes

    caractersticas (verificar ANEXO 8):

    Tipo: 168

    Nmero de lonas: 2

    Espesor Cubierta Superior: 3 mm

    Espesor Cubierta Inferior: 2 mm

    Espesor ncleo: 2 mm

    Espesor total: 7 mm

    Peso: 8,3 kg/m

    Carga de trabajo: 30 kg/cm

    Carga ltima garantizada: 300 kg/cm

    Peso lineal de la Banda

    qb= 5.8kg/m

    Ecuacin 6.11.- Peso lineal de la bandaFuente: Transportadores y elevadores; Antonio Miravete, Emilio Larrod

    Mquinas de Elevacin y Transporte, ALEXNDROV M.. 9na ed. Rusia: MIR

    Debido a que el peso lineal real de la banda es diferente al asumido, las tensiones

    cambian obteniendo los siguientes valores:

    = 16,74 kg. [T min]= 26,36 kg.

    = 27,75 kg.

    = 27,75 kg.

  • 5/28/2018 Indices Ecuaciones

    53/116

    = 42,87 kg. [T mx.]

    La unin de la Banda es por medio de junta vulcanizada.

    6.3.2.8Calculo del Tensor

    Por motivo de espacio y de ubicacin se toma un tensor de tornillo.

    Ecuacin 6.12.- Clculo del tensor

    Fuente: Transportadores y elevadores; Antonio Miravete, Emilio Larrod

    Mquinas de Elevacin y Transporte, ALEXNDROV M.. 9na ed. Rusia: MIR

    Por lo tanto:

    Tensor TIPO ZT4-2107 SERIE: 2000 NORMAL DUTY, tomado del catlogo de la

    REXNORD.

    Figura 6.8: Tensor de la Banda transportadora Etapa 1Fuente: Elaboracin Propia Solidworks 2012

  • 5/28/2018 Indices Ecuaciones

    54/116

    6.3.2.9Tambor Motriz y de Reenvo

    Se decide que los dos tambores tengan la misma medida, para un ancho de banda de 700

    mm se tiene:

    Ecuacin 6.13.- Dimetro del tambor

    Fuente: Transportadores y elevadores; Antonio Miravete, Emilio Larrod

    Mquinas de Elevacin y Transporte, ALEXNDROV M.. 9na ed. Rusia: MIR

    Dnde:

    = dimetro del tambor (mm)

    z = nmero de juntas de tejido en la cinta (banda) (2)

    = Coeficiente que depende del # de capas y tipo de tambor segn la siguientetabla:

    Tabla 6.1.- Coeficiente Tambor MotrizFuente: Transportadores y elevadores Escrito por Antonio Miravete,Emilio Larrod

    ALEXNDROV M. Mquinas de Elevacin y Transporte. 9na ed. Rusia: MIR

    Por lo tanto:

    Segn catlogos normalizados (ANEXO 5A) ROTRANS, el dimetro normalizado deltambor es:

    6.3.2.10 Potencia del Motorreductor

    []Ecuacin 6.14.- Clculo de la potencia del motorreductor

    Fuente: Transportadores y elevadores; Antonio Miravete, Emilio Larrod

    Mquinas de Elevacin y Transporte, ALEXNDROV M.. 9na ed. Rusia: MIR

    Siendo:

  • 5/28/2018 Indices Ecuaciones

    55/116

    F=

    = rendimiento motor elctrico [80-90]% (0,8)Por lo tanto:

    ()6.3.2.11 Grafica de Tensiones

    Figura 6.9: Grafica de TensionesFuente: Elaboracin propia

    6.3.2.12 Seleccin de la Cadena transmisinLa seleccin de la cadena se realiza mediante un software proporcionado por el catalogo

    del fabricante, el cual nos selecciona la cadena automticamente segn requerimiento.

    (ANEXO 7)

    Figura 10: Transmisin por Cadena

  • 5/28/2018 Indices Ecuaciones

    56/116

    Fuente: Elaboracin propia (SolidWorks 2012)

    Figura 6.11a, 6.11b: Selector de transmisiones por CadenaFuente: Software Renold

  • 5/28/2018 Indices Ecuaciones

    57/116

    # de cadena: ANSI 50 (ANEXO 7A)

    Paso (in): 5/8

    Bore (in): 1,5

    # de dientes: 15

    Distancia entre centros (pasos): 7,5

    Longitud de la cadena (pasos): 30

    Designacin Catalinas: 50B15

    6.3.2.13 Seleccin del moto reductor

    La seleccin est en funcin de la potencia requerida y la velocidad de avance deltransportador, segn el catlogo de motor reductor SEW tenemos (ANEXO 6A):

    MARCA: SEW

    TIPO: R 47 DT71D4

    POTENCIA: 0,5 HP

    VELOCIDAD DE SALIDA: 50 rpm

    TORQUE: 625 lb-in

    FACTOR DE SERVICIO: 3,4

    OHL (Fra.): 1110

    RATIO (i): 33,79

  • 5/28/2018 Indices Ecuaciones

    58/116

    6.4SEGUNDA ETAPA DE LAVADO

    Una vez que la papa es previamente lavada en la primera etapa, se requiere de un lavado

    con agua de presin para garantizar la total limpieza del producto, por lo que en esta

    etapa utilizaremos un transportador de rodillos.

    6.4.1 Trazado de ruta y dimensiones

    Figura 6.12: Esquema del transportador de rodillosFuente: Elaboracin propia (AutoCAD 2012)

    Donde:

    h1: h2: altura de descarga (1 m)

    h1: altura de carga (1 m)

    L: longitud de transporte (3.35 m)

    : ngulo de transporte ( 0 )

    v: velocidad del transportador (0,1 m/s) valor asumido

    6.4.2 Capacidad de transporte

    La capacidad de transporte equivale a un caudal de alimentacin de la papa.

    Dnde:

    Q = Volumen de papa () = peso especfico del producto ()

  • 5/28/2018 Indices Ecuaciones

    59/116

    6.4.3 Ancho del transportador

    El transportador est conformado de varios rodillos que son acoplados a dos cadenas

    paralelas, las mismas que son accionadas por un sistema motriz mediante un motor

    reductor.

    La anchura del transportador se viene a constituir en el largo de cada rodillo mvil que

    lo conforma, segn criterio asumimos el ancho como 700 mm.

    6.4.4 Diseo de rodillos mviles

    Los rodillos mviles van a girar sobre unas correderas soportando el peso de la papa que

    es descargada sobre el transportador de rodillos.

    Peso de la carga

    Donde:

    qc= Peso de la carga (kg/m)

    Por lo tanto haciendo las conversiones de unidades correspondientes

    tenemos:qc= 2 kg/m

  • 5/28/2018 Indices Ecuaciones

    60/116

    Clculo de momento y reacciones

    Figura 6.13: Diagramas: (a) Esfuerzos, (b) Fuerza Cortante, (c) Momento Flector.

    Fuente: Software MDSolid 3.1

  • 5/28/2018 Indices Ecuaciones

    61/116

    El punto crtico se encuentra en el centro del eje hueco, o 12.25 kg-cm; adems conociendo el esfuerzo admisible del acero estructural de 1600

    kg/cm2o 156960000N/m2 ,as hallando el mdulo de seccin se realiza las seleccin deun perfil tubo redondo extrado del catlogo de fabricante DIPAC y de un acero

    estructural A36: (Ver Anexo 2B):

    Sy: 2400

    Sut: 4580

    Dimetro exterior (D): 1 in

    Espesor: 1.5 mm

    Peso lineal (qL): 1,2 kg/m

    Para acoplar los rodillos se necesita seleccionar una cadena con paso adecuado a la

    dimensin de los tubos(Ver Anexos 7C), obteniendo:

    Figura 6.14: Diseo de la cadenaFuente: Elaboracin propia

  • 5/28/2018 Indices Ecuaciones

    62/116

    Figura 6.15: Cadena transportadoraFuente:http://chains.peerchain.com

    La denominacin de la cadena es la siguiente (ANEXO 7C):

    DENOMINACIN: ANSI C-2050

    PASO: 1,25 in

    ANCHO: 3/8 in

    RESISTENCIA MNIMA A TENSIN LIBRE: 4882 lb/ft

    PESO MEDIO: 0,58 lb/ft

    DIMETRO DEL RODILLO: 0,4 in

    6.4.5 Pesos lineales

    Peso de la Carga

    qc= 2 kg/m

    Peso de los rodillos mviles

    Nr= numero de rodillos requeridos

    Lc= longitud de la cadena (9 m)

    p= paso (0,03175 m)

    Por lo tanto:

    Nr= 284

    http://chains.peerchain.com/http://chains.peerchain.com/
  • 5/28/2018 Indices Ecuaciones

    63/116

    Lr= longitud de cada rodillo 0.7 m

    w= peso lineal del perfil 1.2 kg/m

    Peso de las Cadenas

    qc= 1,08 kg/m

    6.4.6 Calculo de las tensiones

    Zona de Retorno

    En esta zona la tensin est dada por:

    [(

    ) (

    ) ]

    Donde:

    = longitud horizontal o proyeccin del transportador (m)H= altura de pendiente (m)

    Remplazando los valores de tiene la siguiente ecuacin:

    Zona curvilnea

    En esta zona de reenvio las tensiones son iguales debido a que es una

    transmisin por cadena la que se va utilizar.

    Zona de carga

    En esta zona el Transportador recibe la papa que se va a alimentar.

    Siendo

    1.3 1.5

    Donde:

    = Factor de mayorizacin (se toma =1,5)Q= Volumen de Papa (t/h)v= velocidad del transportador (0,1 m/s)

  • 5/28/2018 Indices Ecuaciones

    64/116

    Por lo que se tiene la siguiente ecuacin:

    Adems en esta zona se puede tambin establecer la siguiente ecuacin:

    Por lo que se obtiene:

    Resolviendo el sistema de ecuaciones tenemos los siguientes valores de tensiones:

    = 28,58 kg. [T min]

    = 56,16 kg.= 56,16 kg.= 56,16 kg.= 85,74 kg. [T mx.]

    6.4.7 Calculo del tensor

    Por motivo de espacio y de ubicacin se toma un tensor de tornillo.

    Por lo tanto:

    Tensor TIPO ZT4-2107 SERIE: 2000 NORMAL DUTY, tomado del catlogo de la

    REXNOR.

    6.4.8 Potencia del motorreductorDe acuerdo a la ecuacin se tiene:

    []

    = rendimiento motor elctrico [80-90] % (0,8)Por lo tanto:

  • 5/28/2018 Indices Ecuaciones

    65/116

    6.4.9 Grafica de tensiones

    Figura 6.16: Grfica de tensionesFuente: Elaboracin propia (AutoCAD 2012)

    6.4.10 Seleccin de la Cadena de transmisin

  • 5/28/2018 Indices Ecuaciones

    66/116

    Figura 6.17: Grfica de tensionesFuente: Elaboracin propia(AutoCAD 2012)

    6.4.11 Seleccin del motor reductor

    MARCA: SEW (ver Anexo 6B)

    TIPO: R 57 DT71C4

    POTENCIA: 0,33 HP

    VELOCIDAD DE SALIDA: 19 rpm

    TORQUE: 1090 lb-in

    FACTOR DE SERVICIO: 3,7

    OHL (Fra.): 1790

    RATIO (i): 89,71

  • 5/28/2018 Indices Ecuaciones

    67/116

    6.5TERCERA ETAPA

    En esta etapa se realiza un enjuague de la papa hacindola caer en otro tanque para que

    sea transportada hacia la maquina picadora, para esto se utilizara un transportador de

    banda igual al de la primera etapa.

    6.5.1 Trazado de ruta y dimensiones

    Las dimensiones son establecidas tomando en cuenta la necesidad, con el principal

    parmetro que sera la altura de descarga, velocidad del transportador.

    Las dimensiones son establecidas tomando en cuenta la necesidad, con el principal

    parmetro que sera la altura de descarga, velocidad del transportador.

    Figura 6.18: Trazado de ruta y dimensiones Etapa 3Fuente: Elaboracin propia (AutoCAD 2012)

    Dnde:

    H: Altura de descarga 1. m

    h: Altura de carga 0.4 m

    L: Longitud de transporte 2 m

    : Angulo de transporte 30

    V: velocidad del transportador 0.5 m/s (valor asumido)

    6.5.2 Capacidad de transporte

    La capacidad de transporte equivale a un caudal de alimentacin de la papa.

  • 5/28/2018 Indices Ecuaciones

    68/116

    Dnde:

    Q = Volumen de papa () = peso especfico del producto ()

    6.5.3 Anchura de la banda

    Figura 6.19a: Vista frontal del transportadorFuente: Elaboracin propia (AutoCAD 2012)

    Figura 6.19a: Apilamiento del productoFuente: Elaboracin propia (SolidWorks 2012)

  • 5/28/2018 Indices Ecuaciones

    69/116

    ( )

    Q = capacidad de transporte ()

    = rea transversal del producto sobre el transportador ()V = velocidad del transportador (0.5 m/s) valor asumido

    b = base real del rea ocupada por la papa (m)

    B = ancho de la banda (0,5 m) valor asumido

    H = altura de apilamiento 0.1 (m)

    h1 = altura del listn (0,05 m) valor asumido

    =coeficiente de llenado (0,8) valor asumido

    Reemplazando obtenemos lo siguiente:

    b: 0,4 m

    0.0483 m2Segn el catlogo de bandas ICOBANDAS (ANEXO 8),se verifica la existencia del

    ancho de la banda asumido B=500 mm, por lo cual no se rectifica el valor de velocidad.

    6.5.4 Pesos Lineales

    Peso de la Carga

    qc= 2 kg/m

    Peso de la banda

    El peso lineal de la banda est en funcin del ancho de la misma.

    Por lo que:

    qb= 30*B < qb < 35 *B

    qb= 30*0.5

    Dnde:

    qb= peso de la banda (kg/m)(valor aproximado)

    B= ancho de la banda (0,5 m)

    Por lo tanto:

    qb= 15 kg/m

  • 5/28/2018 Indices Ecuaciones

    70/116

    Peso de los rodillos

    Zona de carga parte superior

    Anexos: Catalogo Rotrans Rodillos (5D)

    Dnde:

    qR= peso de los rodillos zona de carga (kg/m)

    GR= peso de los rodillos (7.5 kg)

    CR= distancia entre rodillos (0,6 m)

    Por lo tanto

    Zona de descarga (parte inferior)

    Por criterio propio no se colocaran rodillos en la zona de inferior de la banda

    debido a que los listones se encuentran acoplados a la banda y dificultaran la

    transmisin.

    Peso de los listones

    Figura 6.20: Grfica de tensionesFuente: Elaboracin propia(AutoCAD 2012)

  • 5/28/2018 Indices Ecuaciones

    71/116

    Se decide poner listones cada 40 cm.

    El perfil seleccionado es un ngulo de acero con las siguientes

    caractersticas(ANEXO 2A)

    DENOMINACION: AL 50 X 3

    PESO LINEAL: 2,29 kg/m

    LONGITUD REQUERIDA: 8 m

    qL= 2,29 kg/m

    6.5.5 Coeficientes de friccin

    Se produce friccin en los siguientes casos:

    1. Banda de soporte en la zona de carga

    2. Banda con tambor motriz Por lo tanto:Coeficiente de rodadura= Kr: 0,03 (para transporte porttil y en buenas

    condiciones de trabajo)

    Coeficiente de rozamiento: 0,2 (para tambor de fundicin o acero enambiente hmedo), 0,3 (para tambor de fundicion o acero en ambiente seco).

    Fuente: AVALLONE E. Marks Manual del Ingeniero Mecnico. 9na ed.

    6.5.6 Calculo de tensiones

    Figura 6.21: Grfica de tensionesFuente: Elaboracin propia (AutoCAD 2012)

  • 5/28/2018 Indices Ecuaciones

    72/116

    Zona de retorno

    Haciendo un simple anlisis tenemos:

    [( ) ( )]

    [( ) ( ) ]

    Entonces en esta zona la tensin est dada por:

    [( ) ( ) ]

    Donde:

    = longitud horizontal o proyeccin del transportador (m)Reemplazando los valores de tiene la siguiente ecuacin:

    Zona Curvilnea

    En esta zona la tensin est en funcin del ngulo de contacto de la banda con eltambor de reenvo.

    Donde

    Coeficiente de rodadura (1.05 para ngulo de contacto 180)

    Obteniendo:

    Zona de carga

    En esta zona el transportador recibe la papa que se va alimentar

    Siendo:

    1.3 1.5Donde

  • 5/28/2018 Indices Ecuaciones

    73/116

    = Coeficiente de correccin o aumento (por criterio se toma =1,3)Q = Volumen de Papa (t/h)

    v = velocidad del transportador (m/s)

    Por lo que se tiene la siguiente ecuacin:

    Adems en esta zona se puede tambin establecer la siguiente ecuacin:

    ( ) ( )

    Por lo que se obtiene:

    En el tambor motriz

    Aqu tiene validez la ecuacin de Euler

    Donde:

    Coeficiente de friccin entre banda y tambor motriz (por criterio = 0,3)

    Angulo de contacto de la banda y tambor motriz ( rad)Con lo que se obtiene:

    Resolviendo el sistema de ecuaciones tenemos los siguientes valores de tensiones:

    = 59,79 kg. [T min]

    = 72,41 kg.

    = 76,03 kg.= 76,03 kg.= 153,06 kg. [T mx.]

    6.5.7 Seleccin de la banda

    La seleccin se realiza de acuerdo a la resistencia de la banda, en la cual se tomara el

    caso ms crtico que viene dado por la ecuacin:

  • 5/28/2018 Indices Ecuaciones

    74/116

    Dnde segn catlogos (Anexo 8):

    q= Carga de corte o carga de labor de la banda (kg/cm)

    T= Tensin mxima de la Banda (153.06 kg)

    FS= Factor de seguridad (5) valor asumido

    i= nmero de lonas de la banda (2)

    B= ancho de la banda (50 cm)

    Por lo tanto:

    q= 7.65 kg/cm

    Se elige una Banda ANL168 de la Marca ICOBANDA (Ver Anexo 8), que tiene las

    siguientes caractersticas:

    Tipo: 168

    Nmero de lonas: 2

    Espesor Cubierta Superior: 1/8 in

    Espesor Cubierta Inferior: 1/16 in

    Espesor cojines: 5/64 in

    Espesor total: 7 mm

    Peso: 8,3 kg/m

    Carga de trabajo: 30 kg/cm

    Carga ltima garantizada: 300 kg/cm

    Peso lineal de la Banda

    qb= 4.15 kg/m

    Debido a que el peso lineal real de la banda es diferente al asumido, las tensiones

    cambian obteniendo los siguientes valores:

    = 32.80 kg. [T min]= 37.50 kg.= 37.50 kg.= 37.50 kg.= 83.97 kg. [T mx.]

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    6.5.8 Calculo del tensor

    Por motivo de espacio y de ubicacin se toma un tensor de tornillo.

    Por lo tanto:

    Tensor TIPO ZT4-2107 SERIE: 2000 NORMAL DUTY, tomado del catlogo de la

    REXNORD

    6.5.9 Tambor motriz y de reenvio

    Se decide que los dos tambores tengan la misma medida, para un ancho de banda de500 mm se tiene:

    Dnde:

    = dimetro del tambor (mm)z = nmero de juntas de tejido en la cinta (banda) (2)

    = Coeficiente que depende del # de capas y tipo de tambor segn la siguientetabla:

    Tabla 6.2 : coeficiente de tambor motrizFuente: Transportadores y elevadoresPor Antonio Miravete, Emilio Larrod

    Por lo tanto:

    Segn catlogos normalizados ROTRANS (ANEXO 5C), el dimetro normalizado

    del tambor es:

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    6.5.10 Potencia del Moto reductor

    []Siendo:

    F= = rendimiento motor elctrico [80-90]% (0,8)Por lo tanto:

    ()

    6.5.11 Grafica de Tensiones

    Figura 6.22: Grfica de tensiones

    Fuente: Elaboracion propia(Autocad 2012)

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    6.5.12 Seleccin de la cadena de transmisin mediante software del fabricante

    Figura 6.23a, 6.23b: Grfica de tensionesFuente: Elaboracin propia (AutoCAD 2012)

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    6.5.13 Seleccin del moto reductor

    La seleccin est en funcin de la potencia requerida y la velocidad de avance del

    transportador, segn el catlogo de moto reductores SEW tenemos:

    MARCA: SEW (Ver Anexo 6C)

    TIPO: R 67 DT71D4

    POTENCIA: 0,5 HP

    VELOCIDAD DE SALIDA: 12 rpm

    TORQUE: 2550 lb-in

    FACTOR DE SERVICIO: 2,1

    OHL (Fra.): 2230

    RATIO (i): 137,67

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    6.6Sistema de Agua

    6.6.1 Descripcin del ciclo de lavado de la papa

    La forma de instalacin como de su dimensionamiento, se lo realiza tomando en cuenta

    el espacio fsico disponible en el lugar, es decir el depsito de agua y la lavadora tienen

    su ubicacin especfica.

    La lavadora se ubicar muy cerca de la toma de agua potable del lugar para ser

    depositada en un tanque o cisterna y desde all mediante una bomba centrifuga

    alimentar el sistema de lavado de la Papa.

    Propiedades del agua a 25 C

    6.6.1.1Distribucin de las tuberas para agua

    El tramo 2 corresponde a 8 tuberias tipo flautas separadas 0.4 m cada una.

    Figura 6.24: Distribucin de tuberas de aguaFuente: Elaboracin propia (AutoCAD 2012)

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    Figura 6.25: Tuberas de retorno al reservorioFuente: Elaboracin propia (AutoCAD 2012)

    6.6.1.2 Calculo del caudal disponible en el sistema

    Como nuestro sistema es un ciclo cerrado, es decir se tiene una recirculacin del agua

    para evitar su desperdicio y previo a esto se realiza un filtrado adecuado para evitar que

    impurezas ingresen a la bomba, para esto es necesario calcular la energa disponible en

    cada una de las etapas de lavado en donde se almacena agua.

    Primera etapa

    Ecuacin 6.15.- Calculo altura disponible Etapa 1

    Fuente: MATAIX C. Mecnica de Fluidos y Mquinas Hidrulicas. 2da ed. Mxico: HARLA, 1991.Fuente:Manual de Hidrulica. 1ra ed. Mxico: Editorial HARLA, 1973.

    Donde:

    altura disponible 1.4 m perdidas primarias 6.15 prdidas secundarias. 6.16

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    Remplazando se tiene:

    Ecuacin 6.16.- CaudalFuente: MATAIX C. Mecnica de Fluidos y Mquinas Hidrulicas. 2da ed. Mxico: HARLA, 1991.

    Fuente:Manual de Hidrulica. 1ra ed. Mxico: Editorial HARLA, 1973.

    En el catlogo de PLASTIGAMA para tubera PVC lnea de presin E/C, se tiene quepara una prdida de carga de 1,4 m.(ANEXO 4A)

    Por lo tanto:

    Donde:

    L= longitud de tubera 12 m

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    g= gravedad 9.8 m/s2

    A= rea de flujo 0.00102 m2 Sumatoria de prdidas por accesorios (ANEXO 4B)

    Tabla 6.3: Prdidas por accesoriosFuente: Catalogo Plastigama

    Remplazando se tiene:

    Para conocer el caudal asumimos un valor de , e iteramos calculando el # de Reynolds y

    hasta que en el Diagrama de Moody de el mismo valor de asumido.

    Ecuacin 6.17.- Calculo Numero de Reynolds

    Fuente: MATAIX C. Mecnica de Fluidos y Mquinas Hidrulicas. 2da ed. Mxico: HARLA, 1991.

    Fuente:Manual de Hidrulica. 1ra ed. Mxico: Editorial HARLA, 1973.

    Donde:

    v = Viscosidad Cinemtica Re= Numero de Reynolds

    Y:

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    Ks= rugosidad absoluta PVC (0,0015 mm)

    Di= dimetro interior (mm)

    Por lo tanto:

    Como asumido es aproximadamente igual a el caudal del T#1 es:

    Segundo Etapa

    Donde:

    altura disponible 0.8 m Ec. 6.44 perdidas primarias Ec. 6.45

    prdidas secundarias.

    Ec. 6.46

    Remplazando se tiene:

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    En el catlogo de PLASTIGAMA para tubera PVC de baja presin se tiene que para

    una prdida de carga de 0,8 m.(ANEXO 4A)

    Por lo tanto:

    L= longitud de tubera 2.3 mg= gravedad 9.8 m/s2

    A= rea de flujo 0.00102 m2 Sumatoria de prdidas por accesorios (ANEXO 4B)

    Tabla 6.4: Prdidas por accesorios Catalogo PlastigamaFuente: Elaboracin propia

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    Reemplazando se tiene:

    Para conocer el caudal asumimos un valor de

    , e iteramos calculando el # de Reynolds

    yhasta que en el Diagrama de Moody de el mismo valor de asumido.

    Donde:

    v = Viscosidad Cinemtica

    Re= Numero de Reynolds

    Y:

    Ks= rugosidad absoluta PVC (0,0015 mm)

    Di= dimetro interior (mm)

    Por lo tanto:

    Como

    asumido es aproximadamente igual a

    el caudal del T#3 es:

    Por lo tanto el caudal que entra al tanque de reserva a cerrar el ciclo es:

    Aplicando el criterio de mnimo costo se determina los dimetros mximos para las

    tuberasde succin y de descarga de la bomba:

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    6.6.2 Altura de bombeo Ecuacin 6.18.- Calculo de la altura de bombeo

    Fuente: MATAIX C. Mecnica de Fluidos y Mquinas Hidrulicas. 2da ed. Mxico: HARLA, 1991.Fuente:Manual de Hidrulica. 1ra ed. Mxico: Editorial HARLA, 1973.

    altura total de bombeo (m) Altura de succion (m)

    Altura de descarga (m) Succion

    El sistema de succin es con cabeza esttica de succin y est dada por:

    Ecuacin 6.19.- Altura de succin

    Fuente: MATAIX C. Mecnica de Fluidos y Mquinas Hidrulicas. 2da ed. Mxico: HARLA, 1991.Fuente:Manual de Hidrulica. 1ra ed. Mxico: Editorial HARLA, 1973.

    altura esttica de succin altura de velocidad en la succin altura de perdidas primarias y secundarias cabeza o columna de presin en succin

    Para un caudal Q=31 GPM [0,00194

    ] y

    = 3in [Di=0,0864 m], se tiene que la

    velocidad es:

    Ecuacin 6.20.- Calculo de la velocidad del fluido

    Fuente: MATAIX C. Mecnica de Fluidos y Mquinas Hidrulicas. 2da ed. Mxico: HARLA, 1991.Fuente:Manual de Hidrulica. 1ra ed. Mxico: Editorial HARLA, 1973.

    Remplazando se tiene:

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    La altura de velocidad de succin esta dado por:

    Ecuacin 6.21.- Altura de velocidad en la succinFuente: MATAIX C. Mecnica de Fluidos y Mquinas Hidrulicas. 2da ed. Mxico: HARLA, 1991.

    Fuente:Manual de Hidrulica. 1ra ed. Mxico: Editorial HARLA, 1973.

    La esta dado por:

    Ecuacin 6.22.- altura por prdidas primarias y secundariasFuente: MATAIX C. Mecnica de Fluidos y Mquinas Hidrulicas. 2da ed. Mxico: HARLA, 1991.

    Fuente:Manual de Hidrulica. 1ra ed. Mxico: Editorial HARLA, 1973.

    Para hallar el coeficiente de friccin

    se parte calculando el # de Reynolds y la

    rugosidad

    relativa, por lo que:

    Rugosidad relativa:

    Reemplazando se tiene:

    # Re= 31892,61

    Con estos valores en el Diagrama de Moody tenemos: =0,022.

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    Tabla 6.5: Prdidas por accesoriosFuente: Elaboracin propia

    Por lo que para un valor de L= 1 m y =3,45, se tiene que:

    Por lo que la altura de succin es:

    Descarga

    Tramo 1

    La altura de descarga esta dado por:

    Ecuacin 6.23.- Calculo de la altura de descarga tramo 1

    Fuente: MATAIX C. Mecnica de Fluidos y Mquinas Hidrulicas. 2da ed. Mxico: HARLA, 1991.Fuente:Manual de Hidrulica. 1ra ed. Mxico: Editorial HARLA, 1973.

    Donde:

    altura esttica de descarga. (2 m) altura de velocidad en la descarga. (m)

    altura de perdidas primarias y secundarias (m)

    cabeza o columna de presin en descarga. (0 m)

    Para un caudal Q=18 GPM [0,00111

    ] y = = 1,5 in [Di=0,0362 m], se tiene lavelocidad:

    Ecuacin 6.24.- Velocidad del fluido tramo 1Fuente: MATAIX C. Mecnica de Fluidos y Mquinas Hidrulicas. 2da ed. Mxico: HARLA, 1991.Fuente:Manual de Hidrulica. 1ra ed. Mxico: Editorial HARLA, 1973.

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    La altura de velocidad de succin esta dado por:

    Ecuacin 6.25.- altura de velocidad en la descarga tramo 1Fuente: MATAIX C. Mecnica de Fluidos y Mquinas Hidrulicas. 2da ed. Mxico: HARLA, 1991.

    Fuente:Manual de Hidrulica. 1ra ed. Mxico: Editorial HARLA, 1973.

    La altura por prdidas primarias y secundarias esta dado por:

    Para hallar el coeficiente de friccin se parte calculando el # de Reynolds y larugosidad relativa, por lo que:

    Rugosidad relativa:

    Reemplazando se tiene:

    # Re= 43754,23

    Con estos valores en el Diagrama de Moody tenemos: = 0,023

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    Tabla 6.6: Prdidas por accesoriosFuente: Elaboracin propia

    Por lo que para un valor de L= 14.5 m y =11.2 , se tiene que:

    Por lo que la altura de succin es:

    Tramo 2

    La altura de descarga esta dado por:

    Donde:

    altura esttica de descarga. (2 m) altura de velocidad en la descarga. (m)

    altura de perdidas primarias y secundarias (m)

    cabeza o columna de presin en descarga. (0 m)

    Para un caudal Q=14 GPM [0,00083

    ] y = 1,5 in [Di=0,0362 m], se tiene lavelocidad:

  • 5/28/2018 Indices Ecuaciones

    91/116

    La altura de velocidad de succin esta dado por:

    La altura por prdidas primarias y secundarias esta dado por:

    Para hallar el coeficiente de friccin se parte calculando el # de Reynolds y larugosidad

    relativa, por lo que:

    Rugosidad relativa:

    Reemplazando se tiene:

    # Re= 33345,54

    Con estos valores en el Diagrama de Moody tenemos: = 0,023

    Tabla 6.7: Prdidas por accesorios

  • 5/28/2018 Indices Ecuaciones

    92/116

    Fuente: Elaboracin propia

    Por lo que para un valor de L= 14.95 m y

    =12.65 , se tiene que:

    Por lo que la altura de succin es:

    Velocidad de salida del Chorro de Agua por el orificio de la Flauta

    Figura 6.26: Grfica de tensionesFuente: Elaboracin propia(Autocad 2012)

    Ecuacin 6.26.- Calculo de la velocidad de salida del chorro de agua

    Fuente: MATAIX C. Mecnica de Fluidos y Mquinas Hidrulicas. 2da ed. Mxico: HARLA, 1991.Fuente:Manual de Hidrulica. 1ra ed. Mxico: Editorial HARLA, 1973.

    Siendo:

    Donde:

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    Vs= velocidad de salida del chorro (m/s)

    Qo=caudal en cada orificio (m3/s)

    n=nmero de orificios (32)

    d=dimetro de los orificios (0,005 m)

    Por lo tanto:

    La altura de presion esta dada por:

    Ecuacin 6.27.- Calculo de la altura de presin

    Fuente: MATAIX C. Mecnica de Fluidos y Mquinas Hidrulicas. 2da ed. Mxico: HARLA, 1991.Fuente:Manual de Hidrulica. 1ra ed. Mxico: Editorial HARLA, 1973.

    Siendo

    Por lo tanto:

    Entonces la altura total de bombeo es:

    Calculo el NPSH)d en el sistema, para esto:

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    94/116

    Ecuacin 6.28.- Clculo de la cabeza de succin neta positiva

    Fuente: MATAIX C. Mecnica de Fluidos y Mquinas Hidrulicas. 2da ed. Mxico: HARLA, 1991.Fuente:Manual