Diseño de maquina despulpadora de maracuyá
El presente proyecto de trabajo de grado se centra en el diseño de una máquina despulpadora de frutas, específicamente de maracuyá. Se aborda la problemática de mejorar el proceso de producción de pulpa de maracuyá en la región central de Colombia, por lo que sugiere la necesidad de una solución tec...
- Autores:
-
Mendoza Beltrán, Martin Nicolás
Guzmán Lopez, Manuel Esteban
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2024
- Institución:
- Universidad de Ibagué
- Repositorio:
- Repositorio Universidad de Ibagué
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.unibague.edu.co:20.500.12313/4514
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/20.500.12313/4514
- Palabra clave:
- Maracuya - Máquina despulpadora - Diseño
Despulpadora
Diseño
Semillas de maracuyá
Separación de pulpa
Diseño de Shigley
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Pulper
Passion fruit seeds
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Shigley design
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El presente proyecto de trabajo de grado se centra en el diseño de una máquina despulpadora de frutas, específicamente de maracuyá. Se aborda la problemática de mejorar el proceso de producción de pulpa de maracuyá en la región central de Colombia, por lo que sugiere la necesidad de una solución tecnológica para optimizar el proceso de extracción de pulpa de pasifloras. El objetivo fue diseñar una máquina utilizada en el proceso de separar la pulpa de fruta de las semillas de la maracuyá (pasiflora) con una capacidad de 100 kg/h. En el desarrollo investigativo se realiza un análisis de la literatura existente en el campo de estudio, identificando referentes teóricos y empíricos sobre despulpadoras de frutas. A partir de ello, se establecen las variables y alternativas de diseño para obtener el resultado final. Atendiendo a lo anterior, se selecciona el diseño más adecuado para iniciar los cálculos ingenieriles, acompañados por la creación del modelo en software CAD (solidworks) lo que permite la visualización de la geometría de los componentes. Con ello, se realiza un análisis de costos de los materiales y los procesos necesarios para la construcción de la máquina. Dando como resultado, una guía para fabricación del modelo funcional del diseño de la despulpadora de maracuyá. |
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Orozco Ávila, Manual sobre el cultivo del maracuyá (Passifl ora edulis) en Colombia. Palmira, Colombia: Produmedios, 2009. Accedido el 2 de marzo de 2024. [En línea]. Disponible: https://repository.agrosavia.co/bitstream/handle/20.500.12324/13329/43718_55460.pdf?sequence=1&isAllowed=y CiTalsa Admin. (2021, 18 de febrero). ¿Qué es una despulpadora y qué provecho podemos sacarle? CiTalsa. https://www.citalsa.com/blogs/noticias/que-es-una-despulpadora-y-que-provecho-podemos-sacarle Imarca. (s.f.). Despulpadora semi industrial y despulpadora industrial. https://imarca.com.ve/Despulpadoras-de-frutas.php Machines HG. (s.f.). Machines HG. https://machineshg.com/producto/despulpadora-de-fruta-nacional/ M.-H. Lee. “Juice extractor”. United States Patent. Accedido el 30 de noviembre de 2023. [En línea]. Disponible: https://patentimages.storage.googleapis.com/78/eb/06/15ae8bc6cfcce3/US5452650.pdf W. C. Lee. “Grinding type juice extractor”. United States Patent. Accedido el 1 de diciembre de 2023. [En línea]. Disponible: https://patentimages.storage.googleapis.com/96/fd/f7/e8e802fea8345d/US20110185921A1.pdf Subharaj C., Logesh K., Joe Patrick Gnanaraj S., Appadurai M. y Maria Antony Sebastin Vimalan P., “Design and development of Palmyra fruit pulp production equipment through sustainable approach”, Mater. Today: Proc., vol. 68, pp. 1762–1768, 2022. Accedido el 30 de noviembre de 2023. [En línea]. Disponible: https://doi.org/10.1016/J.MATPR.2022.09.456 Adewole Kehinde A., Adamolekun Michael T. y Akinnusi Robinson, “Development of a sugarcane juice extractor for small scale industries”, J. Multidisciplinary Eng. Sci. Technol. (JMEST), vol. 2, n.º 5, pp. 3159–3199, 2015. Accedido el 30 de noviembre de 2023. [En línea]. Disponible: https://www.jmest.org/wp-content/uploads/JMESTN42350769.pdf Adonis Aju, Irabodemeh Joseph M., Emmanuel Agbomabinu A. y Lucky Igweh O., “Development of a small scale pineapple juice extraction machine”, Scholars J. 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Araque de los Rios, Oscar Javier6a2542fe-6722-44c2-9e21-719921fe1d38-1Mendoza Beltrán, Martin Nicoláse28e595c-c8b2-40ff-9d7e-04efa778d01b-1Guzmán Lopez, Manuel Esteban1a9c7299-f86e-4d2b-8690-6e10f0dd19ae-12024-10-31T15:26:32Z2024-10-31T15:26:32Z2024El presente proyecto de trabajo de grado se centra en el diseño de una máquina despulpadora de frutas, específicamente de maracuyá. Se aborda la problemática de mejorar el proceso de producción de pulpa de maracuyá en la región central de Colombia, por lo que sugiere la necesidad de una solución tecnológica para optimizar el proceso de extracción de pulpa de pasifloras. El objetivo fue diseñar una máquina utilizada en el proceso de separar la pulpa de fruta de las semillas de la maracuyá (pasiflora) con una capacidad de 100 kg/h. En el desarrollo investigativo se realiza un análisis de la literatura existente en el campo de estudio, identificando referentes teóricos y empíricos sobre despulpadoras de frutas. A partir de ello, se establecen las variables y alternativas de diseño para obtener el resultado final. Atendiendo a lo anterior, se selecciona el diseño más adecuado para iniciar los cálculos ingenieriles, acompañados por la creación del modelo en software CAD (solidworks) lo que permite la visualización de la geometría de los componentes. Con ello, se realiza un análisis de costos de los materiales y los procesos necesarios para la construcción de la máquina. Dando como resultado, una guía para fabricación del modelo funcional del diseño de la despulpadora de maracuyá.This project focuses on the design of a fruit pulping machine, specifically for passion fruit. It addresses the problem of improving the process of passion fruit pulp production in the central region of Colombia, thus suggesting the need for a technological solution to optimize the process of passion fruit pulp extraction. The objective was to design a machine used in the process of separating the fruit pulp from the seeds of passion fruit (passion flower) with a capacity of 100 kg/h. In the research development, an analysis of the existing literature in the field of study was carried out, identifying theoretical and empirical references on fruit pulping machines. From this, the variables and design alternatives are established to obtain the final result. Based on the above, the most appropriate design is selected to start the engineering calculations, accompanied by the creation of the model in CAD software (solidworks), which allows the visualization of the geometry of the components. From this, a cost analysis of the materials and processes necessary for the construction of the machine is performed. As a result, a guide for the manufacturing of the functional model of the passion fruit pulper design was produced.PregradoIngeniero MecánicoIntroducción.....12 Objetivos.....13 - Objetivo General:.....13 - Objetivos Específicos:.....13 Metodología.....14 Capítulo 1: Estado del arte.....14 1.1 Pasiflora edulis Sims (Maracuyá).....14 1.2 Morfología de la Maracuyá.....14 1.3 Despulpado de pulpa.....15 1.3.1 Despulpadora de frutas ref:fruit-280.....16 1.4 Antecedentes del diseño.....16 1.5 Referentes teóricos.....17 1.6 Norma aplicada en el diseño.....18 1.7 Elementos para el despulpado.....18 1.7.1 Malla de acero inoxidable:.....19 1.7.1.1 Tejido liso:.....19 1.7.1.2 Tejido sarga:.....19 1.7.1.3 Tejido holandés:.....19 1.7.1.4 Lámina expandida:.....19 1.7. 2 Tamices de acero inoxidable:.....19 Capítulo 2: Diseño y selección de materiales.....20 2.1 Especificaciones de diseño.....20 2.2 Propuestas de diseño.....21 2.2.1 Modelo preliminar 1.....21 2.2.2 Modelo preliminar 2.....22 2.2.3 Modelo preliminar 3.....23 2.3 Matriz de selección de propuesta de diseño.....24 2.4 Variables de diseño.....24 2.4.1 Cantidad de pulpa a procesar:.....24 2.4.2 Tamaño de las semillas:.....25 2.4.3 Velocidad necesaria para el despulpado:.....26 2.4.4 Resistencia a la rotura de la semilla:.....26 2.5 Planteamiento de materiales para el sistema mecánico.....27 2.5.1 Estructura.....28 2.5.2 Tamiz.....29 2.5.3 Lámina soporte raspador.....30 2.5.4 Raspador de pulpa.....30 2.5.5 Soporte de raspador.....31 2.5.6 Motor eléctrico.....31 2.5.7 Sistema de transmisión.....32 2.5.8 Eje transmisor.....32 2.5.9 Rodamientos.....33 2.5.10 Soldadura.....33 Capítulo 3. Cálculos de Ingeniería.....33 3.1. Cálculo para la velocidad del sistema.....33 3.2. Cálculo de potencia de accionamiento..... 35 3.3. Sistema raspador de pulpa.....35 3.3.2. Diseño geométrico del raspador de pulpa.....37 3.3.3. Diseño geométrico de los soportes de raspadores:.....37 3.4. Selección del motor.....38 3.5. Reducción de velocidad por medio de banda y poleas.....39 3.5.1. Diámetro de poleas.....40 3.5.2. Cálculo de distancia entre centros.....40 3.5.3. Longitud de la correa de transmisión.....40 3.6. Cálculo del eje.....41 3.6.1. Cálculo de componentes en la polea.....41 3.6.2. Cálculo de componentes en los soportes de raspador.....42 3.6.3. Análisis de fuerzas en el plano y – x.....42 3.6.4. Análisis de fuerzas en el plano z – x.....43 3.7. Cálculo de rodamientos.....45 3.8. Cálculo de soldadura.....45 Capítulo 4. Costos de materiales.....48 Capítulo 5. Factor Ergonómico y Seguridad.....51 Capítulo 6. Proceso de manufactura.....52 Paso 1. Estructura.....52 Paso 2. Sistema raspador.....53 Paso 3: Montaje de componentes.....54 Paso 4: Tapa superior.....54 Paso 5. Tapa inferior y sistema de transmisión..... 54 Conclusiones.....55 Referencias bibliográficas.....56 ANEXOS.....60 Anexo complementos matemáticos.....60 Anexo 3.3.1 Cálculo del factor de seguridad por carga estática de la lámina.....60 Anexo 3.3.2. Cálculo del factor de seguridad por carga estática del raspador de pulpa.....62 Anexo 3.3.3. Cálculo del factor de seguridad por carga estática de soporte de raspador.....64 Anexo 3.5.4. Cálculo de velocidad en la correa.....66 Anexo 3.5.5. Ángulo de contacto de la correa.....66 Anexo 3.5.6. Cálculo de tensiones en la polea.....67 Anexo 3.6.5. Cálculo del punto crítico.....68 Anexo 3.6.6. Cálculos de factor de seguridad con los esfuerzos en el punto D.....68 Anexo 3.6.7. Cálculo de resistencia por fatiga.....69 Anexo A : Fotos de las semillas por estereoscopio.....70 Anexo B: Gráficas de ruptura de las semillas por máquina de ensayo de compresión.....70 Anexo C: Tablas para calcular factores de fatiga.....71 Anexo D: Tablas manual de poleas Intermec SA.....72 Anexo E. Costos.....7475 páginasapplication/pdfMendoza Beltrán, M.N, & Guzmán López, M.E.,(2024). Diseño de máquina despulpadora de maracuyá . [Trabajo de grado . Universidad de Ibagué]. https://hdl.handle.net/20.500.12313/4514https://hdl.handle.net/20.500.12313/4514spaUniversidad de IbaguéIngenieríaIbaguéIngeniería MecánicaGov.co. [En línea]. Disponible en: https://sioc.minagricultura.gov.co/Pasifloras/Documentos/2021-03-31%20Cifras%20Sectoriales.pdf. [Consultado: 04-dic-2023].“Mujeres berracas echadas para adelante”, Elanzuelomedios.com. [En línea]. Disponible en:https://www.elanzuelomedios.com/lo-mas-leido/1149-adrenalina-destreza-y-emociones-intensas-2. 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