Diseño de un sistema automático para el llenado y pesado de harina en sacos de 50 kg para el proceso de harina de pescado

Abstract

Una etapa del proceso de producción de harina de pescado es la etapa de ensaque, donde el producto final es colocado en sacos con 50 kg de harina. La labor manual de la etapa de ensaque genera problemas de precisión en el llenado, velocidad de producción lenta; además de contaminación del producto por el contacto de los operarios con el mismo. La presente investigación tiene como objetivo fundamental diseñar un sistema automático de llenado y pesaje de harina de pescado con 50 kg de producto, describiendo el funcionamiento de cada parte del sistema; diseñando, dimensionando y seleccionando las partes mecánicas, neumáticas, eléctricas y electrónicas que se necesitan para la puesta en marcha del mismo. Para cumplir con los objetivos de la investigación se procedió con un enfoque cualitativo- inductivo, visitando plantas de harina de pescado, comparando el proceso manual y el proceso automático, recolectando datos a través de observaciones y entrevistas abiertas con personas del entorno y mejorando puntos de sistemas automáticos existentes. Del diseño de la parte mecánica se obtuvo un transportador helicoidal estándar de 10" de diámetro con un motor de 2 hp, el cual entrega el producto a una pequeña tolva(Tolvín), que cuenta con una entrada cuadrada de 0.45x 0.45 m de largo y 0.65 m de altura, el mismo que se encuentra dentro de una tolva más grande (tolva carcasa), la cual se diseñó con un ángulo de inclinación de 65°. Asimismo se concluyó que las partes mecánicas deben ser construidas en acero inoxidable AISI 304. El sistema cuenta con un mecanismo de sujeta sacos y un mecanismo de compuerta para el Tolvin, los cuales necesitan movimiento, se seleccionó un par de pistones para cada mecanismo, los mismo que tienen 50 mm de diámetro de émbolo y carrera de 100 mm, manejados a través de electroválvulas de 5/2 vías. Para medir el peso del producto se seleccionó un par de celdas de carga tipo "S" de 100 kg de capacidad. La velocidad del motor del transportadorhelicoidal, el cual entrega harina al sistema, se maneja con un variador de velocidad de control escalar. La integración del sistema se logra con un PLC (Controlador Lógico Programable). El operador interactúa con el sistema a través de pulsadores y el sistema le muestra al operador el estado de pesaje a través de lámparas o señales audibles. El sistema optimiza el proceso de ensaque; aumentando la eficiencia. El costo de implementación es de S/. 35,446.09 se mejora la productividad de 3 sacos/min a 6 sacos/min, además se disminuye el uso de mano de obra de 5 operarios a 1 operario. Es claro el aumentado de la calidad del proceso y del producto, además de mejorar la seguridad e higiene industrial.