Diseo conceptual de una mquina peletizadora de alimento para aves de corral para una produccin de 1 tonelada diariaPublicado el:16/10/2011Autor/es:Julin David Escobar Atehorta, Ricardo Correa Colorado y Hugo Gmez Daza. Universidad Nacional de Colombia. JULIO DE 2010

(38386)(20)

(12)

(0)1. INTRODUCCINLa produccin de pollos ha sufrido un crecimiento tanto en pases desarrollados como en pases en va de desarrollo en los ltimos cuarenta aos [1]. En Europa, a pesar de que algunos pases experimentaron un decremento en el 2003 debido a la influenza aviar, y en 2004 como resultado de la contaminacin por aflatoxinas, la produccin de carne de pollos se espera que siga en aumento debido al incremento del consumo domstico de estos [2]. Francia, Espaa y el Reino Unido, son los principales productores de pollos en Europa.El censo total Europeo en el 2002 fue de cerca de 5900 millones [3]. De aqu puede intuirse el gran crecimiento que ha tenido la industria del peletizado en el mundo. En Holanda la cantidad de alimento Peletizado en 1993 fue de 88.4% de una cantidad total de 16.1Mt. [4]Aunque se ha presentado este gran auge industrial y un gran cambio en la industria alimentaria animal, pasando de alimento en harina a alimento concentrado en forma de Plet, el entendimiento de los fenmenos antes, durante y luego de la manufactura son pobremente entendidos. En 1992 [5] se realiz una investigacin de 88 molinos de alimento en USA y encontraron que slo 20 fbricas tenan sistemas de produccin funcionando apropiadamente, 44 molinos de peletizado experimentaron problemas con la regulacin del vapor, 7 problemas con el acondicionador antes del peletizado, entre otros problemas. Finalmente, slo 23% de los molinos producan Plet satisfactorio.Las caractersticas del proceso de Peletizado, en trminos de dureza, calidad y durabilidad, estn ligadas a la contribucin de los parmetros usados durante el procesamiento de acondicionamiento, Peletizado y enfriamiento.A menudo, la escogencia de estos parmetros est estrechamente ligada a la experiencia del operador o fabricante debido al pobre entendimiento que se tiene en cada una de las etapas de produccin desde el momento mismo de la formulacin del alimento hasta la seleccin de los valores ptimos de presiones de gas y de Peletizacin, de temperaturas y tiempos de preparacin y de materiales adecuados para el buen funcionamiento entre otros.Adicional a las propiedades funcionales de los ingredientes del alimento, la escogencia del equipo, variables del sistema y del proceso usadas en la manufactura determinan la calidad fsica del Plet animal.Un cierto incremento en la cantidad de vapor adicionado a la mezcla de alimento generalmente mejora la dureza y la durabilidad del Plet. Incrementar la cantidad de potencia disipada en la mezcla por medio de fuerzas de compresin en una o favias etapas del procesmiento generalmente tiene un favorable efecto en la calidad. El aumento en la durabilidad y la dureza sin embargo depende de la formulacin y de otros parmetros como la temperatura de la mezcla y las caractersticas del enfriamiento en el aire [4].La cantidad de vapor es un factor ms decisivo que la presin de vapor, adicionalmente el vapor es superior al agua en la produccin de Plet de buena calidad. El calor adicional permite cambios en las propiedades fisicoqumicas que promueven Plets ms durables y ms duros. [4]Finalmente, la presentacin del producto, su longitud y dimetro dependen de parmetros de procesamiento que pueden ser ajustados mediante el ensamble de rodillos y matrices y mediante la interaccin de presiones, velocidades y calor aplicados durante las diferentes etapas de procesamiento.2. OBJETIVOS2.1 OBJETIVO GENERAL- Proponer una solucin que satisfaga la necesidad de disear una mquinapeletizadorapara producir alimento en forma de Plet para aves decorralcon una produccin diaria de una tonelada por turno de trabajo.2.2 OBJETIVOS ESPECFICOS- Emplear metodologas de diseo conceptual centradas en la exploracin del estado del arte de la necesidad y en el anlisis de sistemas tcnicos conocidos en la industria de la peletizacin, para proponer una serie de posibles soluciones.- Construir un rbol de objetivos pertinente a la necesidad de diseo del cliente.- Realizar un anlisis funcional que tenga en cuenta las caractersticas, etapas funciones y sub-funciones de una mquina peletizadora de acuerdo a la necesidad del cliente- Generar una lista de especificaciones de acuerdo al estado del arte y las necesidades del cliente para buscar y entender los parmetros crticos del diseo que lleven a una solucin adecuada.- Generar y describir alternativas de diseo- Seleccionar y describir una alternativa de diseo conceptual3. EXPLORACIN DEL ESTADO DEL ARTE3.1 CARACTERSTICAS DE LA GALLINA.El sistema digestivo de las aves es anatmica y funcionalmente diferente al de otras especies animales. Incluso existen diferencias entre especies de aves, especialmente en tamao, que en gran parte depende del tipo de alimento que consumen. Por ejemplo, aves que se alimentan de granos tienen un tracto digestivo de mayor tamao que las carnvoras, y aquellas consumidoras de fibra poseen ciegos ms desarrollados. El largo del sistema digestivo, en proporcin al cuerpo, es inferior al de los mamferos. [6]El alimento en forma de Plet tiene varias ventajas sobre el alimento en forma de harina, ya que los nutrientes estn homogneamente dispersos y tienen las mismas propiedades para cada produccin y formulacin de alimento, dando lugar a menores desperdicios por transporte, contaminacin o vientos, y minimizando las preferencias del animal por algunos ingredientes especficos.Al suministrar alimento en forma de Plet se deben cumplir ciertas restricciones en cuanto a la especificacin del tamao del mismo, segn el animal a alimentar y su edad.La edad y el tamao del ave influyen en el tamao del alimento en forma de Plet, la experiencia agrcola clasifica el alimento para este animal segn la etapa de desarrollo en la que se encuentre el ave y en su uso comercial. Principalmente, las aves de corral se dividen en dos clasificaciones: Aves de engorde y aves ponedoras.

El tamao del elemento a peletizar es importante en relacin al desarrollo corporal del ave, a medida que esta se desarrolla vamos aumentando el tamao de la partcula en la formulacin y su porcentaje en el total de alimento.3.2 CARACTERSTICAS DEL ALIMENTOSegn sea la fase en que se encuentre el ave, la preparacin de los componentes del Plet debe cumplir una serie de tamaos adecuados de partcula seleccionados as:- Alimento Fase IEl 60% de tamao de Plet ser menor de 2.36 mm debido a que el animal aun no se ha desarrollado y no podr ingerir alimentos con tamaos muy grandes. En la figura1, el color rojo indica el tamao que no debe ser suministrado, mientras que el color verde muestra cual es el indicado para esta edad.

- Alimento Fase IIEl 60% del alimento ser de un tamao mayor de 2.36 ya que el ave est en una etapa de desarrollo en la que puede ingerir partculas ms grandes sin problema, y puede rechazar las ms pequeas. En la figura2 se muestra una distribucin esquemtica de esta distribucin.

- Alimento Fase IIIEn este alimento hay un desplazamiento a partcula gruesa mayor de 2.36mm de un 75% ya que el ave es apta para comer el alimento ms grande. En la fase de crecimiento de las aves de corral ponedoras, de 12 a 18 semanas de edad, se consume el 50% del alimento total de la etapa de recra [7]. Es necesario entonces proveer adecuada cantidad y calidad de alimento al ave para obtener los mejores resultados. En la figura3 se muestra la distribucin del tamao del alimento.

Aunque sera ideal garantizar un tamao de Plet para cada etapa de crecimiento del animal, muchas veces esto no es econmicamente viable, considerando que la vida de aves de engorde usualmente no sobrepasa los 40 das, por lo tanto un alimento intermedio entre las tres fases de crecimiento del ave puede ser una eleccin que cubra las necesidades nutricionales.Usualmente, el alimento para la industria avcola se compone de elementos a base de maz y trigo con la adicin de complementos como vitaminas, minerales, harinas, aglomerantes, entre otros.Industrias como Solla y Cipa incorporan en sus productos elementos como [8]:- Sorgo o maz- Torta de soya o de algodn-Harina de pescadoo de carne- Harina de arroz- Salvado de maz- Melaza- Harina de huevo vaporizada- Carbonato de clcio- Sal- Hierro, Cobre, Zinc, Sdio, Cobalto, Manganeso, Antioxidantes, Antibiticos- Vitaminas A, D, E, K C, B, Riboflavina, cido pantotnico, Niacina, Cloruro de colinaSegn la literatura, no hay una sola composicin dictada para el alimento de aves de corral. A continuacin se muestran algunas de las composiciones normalmente empleadas para el alimento de aves, susceptibles de ser peletizadas.

Click para agrandar la imagenSin embargo, la edad del animal no parece afectar la composicin qumica del material alimenticio, como se ve en la figura 4 a 6, donde para aves en etapa de inicio y terminacin de ciclo de vida el alimento consiste en los mismos componentes.En general, todas las formulaciones mostradas coinciden principalmente en maiz, soya, trigo, DL-Metolina entre otras. Por lo tanto se asumir una composicin semejante a estas para ser sometida al proceso de Peletizado que se describir em este documento.3.2 CARACTERSTICAS DEL PRODUCTO3.2.1 PLETPlet es una denominacin que se refiere a pequeas porciones de material aglomerado o altamente densificado mediante procesos de compresin. Este material puede ser de alimento, plstico y hasta madera.Usualmente, son mezclas compactadas hasta una forma cilndrica, con un dimetro dictado por un orificio por el cual se comprime y forma, y su longitud est determinada por el corte de una cuchilla o algn dispositivo que rompa la continuidad del flujo del material.La manufactura de estos puede comprender diferentes etapas de compresin y adicin de calor y humedad por medio de agua o vapor, buscando obtener las mejores propiedades respecto a la calidad del producto, medidas como la durabilidad y la dureza.Para la industria del alimento, este proceso busca transformar las materias primas alimenticias en forma de harina en productos compactados para producir alimentos ms balanceados, con un poder energtico ms alto y con mayor eficiencia productiva.A travs del tiempo, con ayuda de investigaciones multidisciplinarias, el entendimiento de la fisiologa y la nutricin de los animales ha llevado a la industria productora a formular mezclas apropiadas para la produccin segura de aves de corral que servirn de alimento para la poblacin mundial. Esta responsabilidad exige un entendimiento de las propiedades fsicas y qumicas del producto para darle las cantidades mnimas de protenas, vitaminas y caloras necesarias para que se alcance un nivel nutricional adecuado que el animal no podra encontrar mediante otros mtodos de alimentacin.3.2.2 PELETIZAREn el rea del alimento, es un proceso de produccin donde se busca transformar una materia prima en forma de harina, mediante la accin de procesos de mezclado homogneo, adicin de calor y humedad, y la aplicacin de presin necesaria para hacer fluir plsticamente la mezcla hasta adquirir una forma deseada por el manufacturador, que depender de la finalidad del producto, esta forma est ligada a factores diversos como el tipo de animal a alimentar, su edad y hasta la composicin de la frmula.Gracias a la versatilidad de este proceso, muchas de las industrias productoras de alimento para animales han adaptado sus procesos y maquinaria para entrar a este mercado creciente en el mundo [1,2,3,4]. Algunos de las industrias envueltas en esta tendencia van desde la avcola y porcina hasta la ganadera. A continuacin en la figura 7 se muestra un esquema de las industrias de alimento pertinentes.

Sin embargo, otras industrias como la de madera y plstico estn envueltas en este tipo de produccin, debido a que encuentran una manera de producir ms eficiente, minimizando prdidas y con una mayor versatilidad de produccin.En todas las industrias de alimentos, el proceso de Peletizado sigue unos lineamientos bsicos, mencionados anteriormente, compuestos por etapas de alimentacin, acondicionamiento y peletizado principalmente. Aunque para cada industria la formulacin del alimento cambia, y por tanto las condiciones fsico qumicas del producto exigen diferentes variables de produccin como temperaturas, presiones y tiempos de permanencia en el proceso, la mayora de estas siguen unos lineamientos semejantes al esquema mostrado en la figura8.

Un esquema de una mquina peletizadora se muestra a continuacin en la figura9, donde pueden evidenciarse sus partes principales, las cuales sern tratadas con mayor detalle ms adelante.

En general, puede verse que una mquina de este tipo est compuesta de elementos principales como tolva, tornillo de alimentacin, acondicionador o preparador, matriz, rodillos, cuchillas, motor, entre otros.3.2.3 BENEFICIOS DEL PALETIZADOIncorporar este tipo de productos al mercado trae consigo una serie de ventajas e inconvenientes que deben ser analizados por cada manufacturador para evaluar la pertinencia de su utilizacin, ya que el peletizado involucra un mayor conocimiento y entendimiento de varios tipos de sub procesos que terminen en la comercializacin de un producto responsable ambiental y nutricionalmente, rentable y econmico. Algunas industrias del medio como Colanta, Solla, Avcula del sur, Sargo, Cipa, Purina, entre otras, han implantado procedimientos de manufactura de Plet con xitoEn el caso de alimentacin de los pollos, un animal come aproximadamente 4.9 kg de alimento peletizado durante toda su vida llegando a pesar 2.75 kg al momento de su venta. Si el animal se alimentara con harina, comera 10% ms de alimento y demorara ms tiempo en desarrollarse (debe considerarse tambin el costo del proceso de peletizado. [10]Algunas de las ventajas e inconvenientes que tiene el alimento en forma de Plet se muestran a continuacin:- Ventajas:- Mezcla los ingredientes evitando la seleccin del animal y la preferencia del mismo por ciertos componentes, balanceando su dienta- Evita la segregacin del producto en el transporte- Menores desperdicios y menor prdida con el viento- En temporadas con ambientes ms calientes ha dado mejor resultado respecto al alimento a base de harina.- Mayor productividad y eficiencia alimenticia- Mayor durabilidad del producto- Menor espacio ocupado en el almacenamiento- Se produce un grado de gelatinizacin de los almidones, mejorando la conversin del alimento, esta ventaja es particularmente evidente en la industria avcola.- Plets cilndricos y densificados permiten un fcil manejo a granel.- Inconvenientes- Alto consumo de energa en procesamiento- Operario calificado con conocimientos de formulacin- Mantenimiento de maquinaria delicada- Uso de sistemas de vapor o calentamiento de aguas- Alta inversin inicial3.3 FACTORES QUE AFECTAN LA CALIDAD DEL PRODUCTOLa calidad del Plet se mide de acuerdo a varios estndares como la dureza y la durabilidad, estas consisten bsicamente cmo se lleve a cabo la manufactura del producto, puesto que factores como la seleccin de parmetros en el acondicionador, los ingredientes hasta el tipo de dados para la peletizacin tienen un efecto que hay que tener presente.En la figura10 se muestra un esquema de los factores principales que afectan de manera directa la calidad del producto, entre los cuales se destacan la formulacin, el tiempo de retencin en el proceso de acondicionado, la calidad del vapor de acondicionamiento, los ingredientes usados, el contenido de grasa, la temperatura de acondicionamiento, la humedad agregada, el tipo de dado extrusor, entre otros.

Algunos de estos factores de calidad se describen a continuacin con ms detalle.3.3.1 CONTRIBUCIN DE COMPONENTES COMESTIBLESLas diferencias en calidad de pellet entre grupos de ingredientes dietticos, por ejemplo, granos o semillas de legumbres, se pueden atribuir a diferencias en sus propiedades fsico-qumicas, que a su vez, son los ms afectados por la transformacin en el transcurso de la historia, la procedencia geogrfica y climtica de los cultivos. Las diferencias en las propiedades fsico-qumicas debido a los factores de este ltimo son los principales causantes contribuyentes a las diferencias en la calidad de peletizacin (Ejemplo, el rendimiento, el consumo de energa de la prensa de pellets) dentro de los grupos (semillas de cereales o legumbres), esto da resultado a la calidad del pellet.3.3.2 INGREDIENTES DIETTICOSPara predecir la calidad del pellet se usa un enfoque propuesto por MacMahon y Payne en 1991 [11]. Ellos trataron de relacionar las diversas materias primas antes los criterios de peletizacin usados en el procesamiento de alimento de animal. Las materias primas se clasificaron en tres grupos principales: cereales, semillas oleaginosas o subproductos, adems se clasificaron en una escala de 0 a 10, donde casi todas las materias primas se encuentran incluidas como puede verse en la figura11.

Click para agrandar la imagenAlgunos de los contribuyentes ms importantes en el contexto de la comida animal, como se mencion antes, son el maz, el trigo y la soya. De esta figura podemos observar que la calidad del producto peletizado resulta ser baja o difcil de alcanzar para maz y soya, y que a su vez estos generan los ms altos niveles de desgaste en el dado extrusor, mientras que el trigo se muestra como un contribuyente fcil de Peletizar proporiconando bajo desgaste y muy buena caliad. A su vez, la capacidad de la mquina peletizadora es semejante para preparar estos tres elementos.Estas cifras son estimaciones de la literatura y la experiencia, debe tenerse en cuenta que las condiciones de almacenamiento y de procesamiento puede alterar las propiedades de la materia prima y cambiar los indicadores mostrados anteriormente.Se estimaron los efectos de inclusin de diferentes ingredientes dietticos sobre la durabilidad del pellet (%) y el consumo de energa (kWh / Ton) de materia prima peletizada y se pueden observar en la Figura 12.

De nuevo, es posible observar que los elementos usados en la industria avcola como la alfalfa, el trigo y la soya tienen consumos de potencia semejantes y que su calidad de peletizado en trminos de durabilidad est en rangos relativamente buenos.3.3.3 EFECTOS DE LOS CONSTITUYENTES DE LA MATERIA PRIMALos ingredientes constituyentes pueden ser clasificados como almidn, protenas, azcar, grasas, fibras, materia inorgnica y agua. La estructura de la matriz en la que los diferentes componentes se disponen es muy compleja y esta complejidad podra impedir la expresin de un solo componente sobre la calidad del pellet. Sin embargo los efectos se pueden observar debido a cambios en determinados componentes, por ejemplo, debido a la gelatinizacin de almidn, desnaturalizacin de la protena, solubilizacin y recristalizacin consecutiva de azucares y sales, todo lo cual podra afectar la dureza y durabilidad de los alimentos para animales [12]. A continuacin se describe el efecto de algunos constituyentes en la calidad del Plet.- ALMIDN Y AZCAREl almidn es usado para varios propsitos, algunos autores [13] indican que el almidn puede funcionar, entre otros como un agente adhesivo o aglutinante. La gelatinizacin del almidn en presencia de agua y calor es la manera ms comn en que afecta las propiedades funcionales del producto. El almidn necesita ser calentado primero para destruir su estructura nativa y permitir el reordenamiento de molculas que se requieren para proveer una buena mezcla e las propiedades del producto. Para este componente en especfico, las temperaturas de gelatinizacin se muestran a continuacin en la figura13.

En el caso de alimento para aves, es necesario tener en cuenta temperaturas por encima de los 70C para poder lograr gelatinizacin de este componente, como se muestra en la figura 13, para alimentos como el maz, el trigo, tapioca, sorgo, entre otros.- PROTENASLas propiedades de las protenas en los alimentos o los sistemas de alimentos se han clasificado de acuerdo a [14] como: 1. Las propiedades sensoriales y kinestsica (sabor, olor, color, textura), 2. Hidratacin, dispersabilidad, solubilidad e hinchazn, 3. Propiedades de la superficie activa (se requiere la emulsin y/o la formacin de espuma), 4. Las propiedades reologicas, incluyendo gelificacin y texturizacin, 5. Otras propiedades como la formacin de pelculas y fibras durante la extrusin.En la fabricacin de alimentos, especialmente las fuerzas adhesivas que las protenas pueden ejercer son de inters. Las protenas pueden actuar como agente mezclador entre diferentes partculas alimenticias. El proceso envuelve la combinacin de efectos de corte, calor, tiempo de residencia y agua. En otras palabras la desnaturalizacin parcial de la protena puede influir directamente en la dureza y durabilidad del alimento peletizado.- FIBRASLas fibras pueden ser clasificadas en parte solubles en agua, que pueden causar una alta viscosidad, y una parte insoluble de agua. Esta clasificacin puede ser til para explicar los efectos de las diferentes fuentes de fibra sobre las caractersticas del peletizado. Las fibras solubles en agua aumentan la viscosidad que pueden afectar la integridad estructural de los alimentos aglomerados [12]. Los materiales con alta viscosidad incluyen partculas ms gruesas, lo que reduce la porosidad en la alimentacin. Posteriormente, la integridad estructural de los alimentos aglomerados es mayor, resultando una mayor durabilidad y dureza del pellets.- GRASASLa adicin de grasas a los componentes de alimento animal es conocida como un efecto desfavorable sobre la dureza y durabilidad del pellet. Como la mayora de las mezclas de partculas alimenticias incorpora agua, o cuando se envuelven, solubiliza almidones, protenas y fibras, grasas con naturaleza hidrofbica puede interferir con las propiedades del agua mezclada con componentes solubles en los alimentos [12]. Este efecto adverso puede ser neutralizado y mejorado mediante la aplicacin de procesos de pre compresin explicados ms adelante.- MEZCLADORES DE PELLETSCuando la calidad fsica de pellets no es suficiente para obtener productos saludables, o no satisface las calidad estndar de manufactura, materiales mezclados pueden ser incorporados para incrementar la calidad fsica de los pellets. Por este propsito diferentes tipos de mezcladores estn disponibles. Los mezcladores ms conocidos usados para alimento de animales son bentonita (material de arcilla), carboxymetilcelulosa (CMC), y lignosulonatos. Los efectos de los mezcladores dependen de la presencia del agua, el cual es requerido para que el agente mezclador llegue a ser activo. La bentonita es un mezclador usado con el fin de aumentar la calidad fsica del pelet, su principal objetivo es actuar como alimentador, as mismo disminuye la porosidad del alimento peletizado [12]. Tambin, trabaja como lubricante de los orificios del dado, disminuyendo presin y subsecuentemente los requerimientos de energa del presionado del Plet. El efecto de la bentonita se muestra en la Figura14.

De aqu puede concluirse que el uso de este aditivo es benfico tanto para la durabilidad del Plet como para la reduccin de la potencia de la mquina, adems tiene efectos benficos como lubricante, lo cual lo hace altamente seleccionable en la formulacin de la materia prima a Peletizar.3.4 EFECTO DE LAS VARIABLES DE PROCESO3.4.1 ALIMENTACINConsiste en una etapa en donde el alimento almacenado en una tolva o distribuido por un operario se mezcla y transporta a una velocidad especfica, de acuerdo a la necesidad de produccin, mediante un diseo de tornillo helicoidal o de paletas que se encarga de arrastrar o empujar el material hasta llevarlo a la cmara de acondicionamiento. Un esquema bsico se muestra en la figura15.

3.4.2 ACONDICIONAMIENTOEl acondicionamiento del alimento es un proceso que busca convertir la mezcla molida con el uso factores como calor, agua, presin y tiempo a un estado fsico que facilita la compactacin del alimento molido [4].El alimento apropiadamente acondicionado ayudar al manufacturador a alcanzar los estndares de dureza, durabilidad e higiene [13] mientras retiene o mejora el valor nutricional del alimento. En la figura16 se muestra un esquema bsico del funcionamiento de la etapa de acondicionamiento.

El acondicionamiento incrementa la capacidad de produccin y simultneamente afecta la calidad fsica, nutricional e higinica del alimento producido. La adicin de agua y calor alterar componentes como el almidn y las protenas en el alimento molido, de una forma que las propiedades de aglomeracin se ven afectadas. Por otro lado, aplicar mucha agua o calor perjudica la capacidad de produccin y la calidad del Plet y pueden producir taponamientos de la prensa de peletizado [16].La escogencia de equipos de acondicionamiento depende de muchos factores, entre los cuales est el tipo de alimento a producir, ya que cada formulacin trae consigo diferentes tipos de problema como la densidad, la viscosidad e incluso la capacidad de desgaste sobre los componentes de la mquina, tambin el rango necesario para las variables de procesamiento y de sistemas en la empresa ya que el empleo de vapor exige componentes extra y las cantidades a procesar sobreponen problemas de alto desgaste en los dados de peletizado. Finalmente, el uso de equipos de acondicionamiento que requieren una gran cantidad de espacio puede ser limitado e incluso, algunas mquinas omiten esta etapa a expensas de problemas de higiene en el producto.Algunos autores [17] tienen en cuenta los siguientes datos para el funcionamiento correcto del acondicionador. Para los parmetros de calidad del Plet se recomienda que la adicin de vapor no deba sobrepasar los 25 m/s y debe ser calentado hasta calentar hasta 80 C durante un rango de tiempo de 45-90 seg, con el fin de lograr una coccin del alimento de manera saludable. A continuacin se hablar ms en detalle de cada etapa del acondicionamiento.- ADICIN DE VAPOREl acondicionador ms ampliamente usado en la manufactura de comida animal que incorpora agua, vapor y otros lquidos es el de tipo barril Figura9. Al interior, palas montadas en un eje rotatorio mezclan el vapor y/o el liquido con el alimento en un proceso de pre compresin para darle las propiedades de mezcla deseadas y prepararlo para la etapa de extrusin.Las ventajas son la facilidad relativa de uso y su corto tiempo de residencia en un rango de 20s a 255 s [18] dependiendo del rendimiento, de la cantidad de revoluciones por minuto del eje de palas y el grado de llenado.Los problemas causados por mantenimiento incorrecto o del suministro de vapor resulta en decremento de las caractersticas del Plet [19] y el bloqueo del dado [16]. La aplicacin del vapor en la manufactura de la comida animal ha tenido un gran reconocimiento como facilitador de la produccin de Plets de buena calidad.El efecto global de la adicin de vapor es un incremento en el contenido de humedad y el calor del alimento molido. Durante la condensacin del vapor, una capa delgada de agua se crea alrededor de las partculas, la cual junto con el incremento de la temperatura, facilita la unin entre partculas.Durante el acondicionamiento el agua o vapor facilita los enlaces entre las partculas, adems el calor genera un amplio rango de cambios fsicos y qumicos, incluyendo el ablandamiento trmico del alimento [20] la desnaturalizacin de las protenas [21] y gelatinizacin del almidn.El calentamiento por calor sensible de la mezcla ocurre primero, eleva la temperatura de la mezcla sin adicin de humedad. Subsecuentemente, bajo el punto de ebullicin del agua, el calor latente incrementa la temperatura de la mezcla mientras adiciona humedad, debido a la condensacin del vapor [19].La calidad del vapor es crtica, y aun pobremente entendida, en la manufactura de comida animal. La presin del vapor usada durante el acondicionamiento vara desde 241Kpa a 345KPa [22]. Esto significa que la presin en la caldera, la cual es aproximadamente entre 517 y 1103KPa, la cual debe ser reducida.En la literatura hay cinco clases de alimento designados con sus propios requerimientos de acondicionamiento, a) altos en almidn, b) sensibles al calor (dieta que incluye azcar o leche), c) altos en protenas naturales, d) altos en fibra, f) altas raciones en urea y o melasas [11,19]

Click para agrandar la imagenLa adicin de vapor a la mezcla durante el proceso de acondicionamiento a altas presiones no necesariamente resulta en mejores calidades para valores de presin ms altas. A continuacin, en la Figura 18 se muestra el efecto de la adicin de vapor y la presin en la cmara para algunos casos.

Es posible observar que el vapor a temperaturas ms altas entre 70C y 90C tiene un mayor efecto sobre la calidad que la presin del mismo puesto que una presin tanto de 201kPa como de 620kPa generan una calidad superior al 90%, para el rango de temperaturas mencionado.Al adicionar la mezcla a peletizar al acondicionador varios procesos suceden dependiendo de la presin y la temperatura de la sustancia. A bajas presiones el vapor y agua facilitan la gelatinizacin del almidn, el cual es un proceso dependiente del agua. Tambin, a altas presiones con relativas bajas cantidades de agua y mayores temperaturas entre 80 y 140C se utilizan para denaturar protenas de soya [23]. Usando presiones de vapor altas, estas temperaturas pueden ser fcilmente alcanzadas.- ADICIN DE AGUAEl agua se adiciona en trminos de los acondicionadores el tipo barril, esta cambia la estructura de los materiales de la formulacin a un punto en que el enlazado entre partculas de alimento se vuelve posible.Los componentes del alimento exhiben diferentes comportamientos cuando el agua est presente. La gelatinizacin [24], denaturacin [21] y el proceso de solubilizacin se facilitan con la presencia de agua.Con objeto de mejorar las propiedades de enlazamiento e incrementar la calidad del Plet, se agrega calor como prerrequisito necesario. En la Figura19, se muestra el efecto de la adicin y mezcla de agua y vapor sobre la durabilidad del Plet.

Es posible observar que a medida en que se va aumentando el contenido de vapor en la mezcla la calidad del Plet aumenta, sin embargo, el uso de agua sin vapor genera un producto de calidad aceptable, evitando el uso de productores de vapor como son las calderas, cuyo precio es muy elevado.El agua influencia las caractersticas de compresin de los materiales de la formulacin [25]. El agua fue el principal determinante del comportamiento de compactacin en alimento de trigo.El agua afecta la integridad estructural de los plets de alimento, primero por causa de la absorcin por capilaridad de las partculas [26] y segundo por modificacin de las caractersticas de compresibilidad del alimento [25]. Sin embargo el agua adicionada como vapor es superior al acondicionamiento con agua sola, ya que la adicin de calor modifica las propiedades fsico qumicas de gelatinizacin de almidn, la desnaturacin de protenas y mejora el enlazamiento entre partculas. Por otra parte, la carga bacteriana encontrada en la formulacin del alimento no se neutraliza o minimiza sin la adicin de temperatura, y el hecho de peletizar slo con adicin de agua se vuelve riesgoso para la integridad del animal. En la figura20 se muestra el efecto de la temperatura en un Plet de Alfalfa sobre la durabilidad.

Es posible observar que a medida que se aumenta la temperatura es obvio que la durabilidad del producto aumentar, llegando incluso hasta casi 100C, lo cual requiere un dispositivo se encargue de aumentar la temperatura del fluido de trabajo, sea por resistencias, intercambiadores o calderas.- TIEMPO DE PERMANENCIA EN LA CMARA DE ACONDICIONAMIENTOEl tiempo de permanencia de la mezcla en el acondicionamiento depende de la velocidad a la que la mezcla de alimento pase por esta etapa. Este sostenimiento en la cmara de acondicionamiento define en gran medida la calidad del Plet y su sanidad, dependiendo de si durante este tiempo se agrega o no vapor, calor y agua.En la literatura tcnica, el efecto positivo del sostenimiento, con o sin vapor, apunta a mejorar la calidad del alimento peletizado. Usualmente, los manufacturadores varan este tiempo entre unos pocos segundos hasta varios minutos, dependiendo del tipo de alimento y de las caractersticas de calidad que deseen. Luego de unos 30 segundos, el efecto que tiene este tiempo se centra en la esterilizacin de la carga bacteriana ms que en dar calidad al alimento [8,28].En caso de permanencia sin vapor antes de peletizado, la calidad se reduca. Estos efectos se atribuyeron a la difusin de lquido en las partculas de comida durante el tiempo de sostenimiento en el tanque. La relativa superficie seca de las partculas que aparecen tendr un efecto negativo en las propiedades fsicas. De aqu, se concluye que largos tiempos de madurado seguidos de una inyeccin de vapor permiten mayores tomas de lquidos y mejora la calidad del Plet.Ms humedad u otros lquidos (melaza) pueden ser adicionados cuando se incorpora en la lnea de proceso un tiempo de sostenimiento mayor (20 min), que es seguido por una inyeccin de vapor, sin prdida en la productividad y la calidad del Plet.Sin embargo, la manufactura moderna involucra el uso de mayores nmeros de dietas animales que tienen que ser producidas en relativos tiempos cortos. Los equipos que incorporen tiempo de permanencia decrecern la flexibilidad de la planta. El inters es por lo tanto aumentar equipos con cortos tiempos de permanencia (4 , con el fin de tener las mejores condiciones para suministrar el vapor al sistema de acondicionamiento. Los materiales se seleccionaron de acuerdo con los criterios expuestos en el numeral 6.Teniendo en cuenta la presin de agua de 1atm o 1bar verificaremos si la carcasa resiste la presin a la cual ingresa el agua y se calculara el espesor necesario

Con una lmina comercial calibre 16 = 1,5mm es suficiente para soportar la presin con un factor de seguridad de

Un esquema de las lminas utilizadas en la caracaza de alimentador y acondicionador se muestran en las figuras 44 y 45 a continuacin:

Ahora se define el sentido de la rotacin de aletas y hlices de los trasportadores, este se asigna segn la ubicacin del motor y su sentido de giro. Por recomendacin de potencia un motor siempre debera tener su sentido de rotacin igual a las manecillas de reloj si se encuentra acoplado a la derecha del sistema, esto para que se encuentre la cadena a traccin en la parte superior. El esquema de ensamble de motor y cadena para las etapas de alimentacin y acondicionamiento se muestra en la figura 46.

Por lo tanto los transportadores se encuentran girando a favor de las manecillas de reloj y se dice que el alimentador es de mano izquierda como se ve en la figura47 al momento de transportar la materia prima hacia la etapa de acondicionamiento donde la materia prima debe moverse de regreso, por lo tanto debe implementarse un tornillo de mano derecha.

Como los ejes tienen una longitud muy reducida, podemos obviar cualquier tipo de acople y apoyo intermedio que se requiera. Sin embargo debemos garantizar que el tornillo soporte los rangos de torsin a los que puede estar sometido, estimndolo mediante la siguiente expersin [33]

Para un motor de 0,16 HP y velocidades 100rpm y de 25rpm, los respectivos torques son:

Acudiendo a la figurax [17], se obtiene que con este valor de torque, se recomienda un eje de 1 y tubo estndar de SCH 40 de 1 como se muestra en la figura 48. Para estos ejes se verificara la resistencia por medio de FEA (finite element analisys) y se muestra en el anexo4.

Para la seleccin de rodamientos se utiliz el catlogo online de SKF [34] donde se encontr un rodamiento de bolas con denominacin FYK 25 TR para un eje de 1in de dimetro externo, el cual cumple con las exigencias de velocidad y cargas planteadas por las etapas de alimentacin y alimentacin.Segn los procedimientos descritos anteriormente se seleccionaron los siguientes rodamientos para la etapa de acondicionamiento y alimentacin:

A continuacin se muestra un esquema de forma de los rodamientos seleccionados:

Click para agrandar la imagenCmara de peletizadoComo se determin en la seleccin de la alternativa, se pretende disear una cmara de peletizado vertical la cual se usa comnmente para bajas producciones de alimento, la cual consiste en un disco perforado (matiz o dado) por el cual pasa el alimento al ser presionado por los rodillos que giran mientras el dado rota.

Luego se pasar por los agujeros de la matriz, una cuchilla corta los plets con una longitud deseada, y por la aceleracin centrifuga son lanzados hacia la tolva se salida de la cmara de peletizado.Aunque la informacin sobre este tipo de peletizadora en muy limitado debido a su baja produccin, su diseo es muy simple en comparacin con la peletizadora horizontal.Para poder determinar las caractersticas que debe tener la cmara de peletizado se recurri a mtodos empricos hallados en la literatura, videos encontrados en internet, y en la informacin proporcionada por las personas que conocen del tema. - POTENCIA DE PELETIZADOPara hallar la potencia que requiere la cmara peletizadora se encontraron diferentes formulas empricas las cuales proporcionan una potencia aproximada.La primera forma emprica para hallar la potencia consiste en que por cada tonelada hora de material a procesar se requieren 10HP para poder peletizar de forma efectiva. As que como el requisito es procesar alrededor de 250Kg/h 0.25 toneladas/hora, la potencia necesaria es 2.5HP, pero esta potencia es comparada con la potencia que requieren los modelos comerciales de la misma capacidad La segunda frmula es:P=C/R (1)Donde C es la capacidad de produccin deseada de la peletizadora a construir en Kg/h, R la masa a procesar por unidad de potencia en una hora, la cual en [8] establece que es alrededor de 90.7Kg/hp*h para alimento avcola. Para la capacidad deseada de 250Kg/h la potencia requerida seria de 2.756hp lo cual sigue siendo baja en comparacin con las mquinas comerciales.La tercera formula emprica es:

Donde P es la potencia de peletizado, A es el rea de trabajo de la matriz o dado, a/p es la relacin entre el rea de trabajo y la potencia requerida para peletizar. Algunos investigadores [8] encontraron que para el alimento avcola a/p es alrededor de

Por otro lado, como se desconoce el rea exacta de la peletizadora no es posible hallar la potencia necesaria. Pero con la potencia podremos encontrar el rea de la matriz al despejar (2)

Utilizando tanto la potencia de 2.756hp hallada empricamente y la potencia de 12hp de las peletizadoras comerciales en (3) se puede encontrar el rea de la matriz:- Para una potencia calculada de 2.756hp el rea de la matriz es

- Para una potencia comercial de 12hp el rea de la matriz seria

Como se vio en la figura.x1 en rea de peletizado no es la de un crculo sino la de una corona circular de rea

como se muestra en la figura52

Suponiendo un dimetro interno externo se puede hallar las dimensiones totales de la matriz y comparar las con las comerciales. Si suponemos un dimetro externo de la matriz de alrededor de 250mm, que es la medida de las matrices que se encontraron en algunas de las cotizaciones para peletizadoras de baja produccin, ver anexo 2, se tiene que el radio interior es

Al observar la figura56 podemos observar que no toda el rea de la corona circular est perforada con los hoyos de peletizado, por lo tanto para garantizar el rea de trabajo el dimetro del dado debera estar entre los 190 y 200mm. Para este caso se decidi tomar el dimetro de la matriz de 200mm.En [4] se encontr que al aumentar el espaciado entre el dado y el rodillo se mejora la durabilidad a plet a costa de un mayor consumo de energa. Para este caso donde la capacidad de la peletizadora es relativamente baja, el consumo energtico no ser muy grande, por lo tanto al aumentar el espacio entre la matriz y el rodillo no afectara marcadamente el consumo de energa. Por lo tanto se tom 2 mm como la holgura entre la matriz y el dado segn se explic en la figura 25.Como se mostr anteriormente, los dimetros de plet recomendados para aves estn entre 1.5mm para los pollos ms pequeos y 7mm para los adultos. Con el fin de mantener la simplicidad de operacin de la maquina peletizadora se pretende que sta produzca un solo tamao de plet para as poder tener un tamao promedio que alimente diferentes tamaos de de aves de corral por lo que se tomar como 5mm el dimetro a fabricar.Como tenemos el rea de peletizado y el dimetro de los agujeros podemos hallar la distribucin la cantidad de agujeros que tendr la matriz. En [17] para hallar la cantidad de agujeros que tendr la matriz se multiplica por un factor de 0.2 el rea de peletizado con el fin de tener solo el 20% del rea con agujeros (7). Luego de esto se divide esta rea de agujeros entre el rea de un solo agujero (8) dando as el nmero necesario para peletizar lo requerido, para este caso sera el rea de un agujero de un dimetro de 7mm, por lo anterior se tiene que:

En la bsqueda de patentes de peletizadoras se encontr que para optimizar el flujo de alimento y ayudar a comprimirlo, a travs de los agujeros de la matriz se le agregan avellanados en la entrada y abocardados a la salida de los mismos figuras53 y 54. Pero en las patentes no se especifican dimensiones precisas sobre los avellanados y abocardados para un determinado dimetro y funcionalidad del agujero. El abocardado se le agrega a los agujeros de la matriz cuando se requiere mantener una longitud efectiva de peletizado (C figura.54) y disminuir los esfuerzos en la matriz. Debido a que la capacidad de la peletizadora es pequea los esfuerzos en la matriz no son significativos como para agregarle el abocardado [8].Para el avellanado solo se recomienda que el ngulo de este sea alrededor de 30 [8] pero no se encontr en la literatura especificaciones detalladas del dimetro la profundidad de este, por lo tanto esto fue tomado a criterio de los diseadores: para el dimetro del avellanado se escogi 7mm con un ngulo de 30.La obtencin del espesor de la matriz se obtuvo con la relacin d/L donde d es el dimetro del agujero de peletizacin y L es el espesor de la matriz, para el maz molido esta relacin es de 12 [8] por lo tanto, para un agujero de 5mm, el espesor de la matriz es de 60mm

Para hallar el dimetro del rodillo se utiliz la relacin entre el dimetro de la matriz y dimetro del rodillo (Rr/Rm) que corresponde a 0.58 [4], esto quiere decir que el dimetro del rodillo con una matriz de dimetro de 190mm es de 110mm.Los rodillos pueden tener superficies fabricadas de forma lisa, corrugada o dentada. Estos dos ltimos Figura55 son muy populares debido a que tienen menos tendencia a atascarse cuando circula el material concentrado entre el mnimo espacio con la matriz, adems mayor traccin ejercen sobre el material facilitando el peletizado. Los ms utilizado son los corrugados debido a que son ms fciles de fabricar que los dentados [8].Como no se encontr una relacin entre el alimento, produccin y la forma del corrugado, esta geometra ser a criterio de los diseadores. Para este caso se escoge un corrugado con 34 semicrculos de 2.5mm de radio repartidos en el rodillo con una misma separacin.

5.5 Eje de matriz

Click para agrandar la imagenPara el eje de la matriz: un rodamiento de bolas de una sola hilera skf con designacin 16010 para un dimetro de eje de 60mm con una capacidad de carga dinmica mxima de 16300N. Para prever la falla de este rodamiento por sobre carga, este rodamiento est dispuesto de tal manera que no est sometido a carga axial, por lo tanto toda la carga esta soportada por el otro rodamiento el cual es cnico de rodillos skf con designacin 30208 para el dimetro de 40mm con una capacidad de carga dinmica de 61000N.Los rodamientos en los rodillos recomendados por [8] son cnicos de rodillos debido a su gran capacidad de soportar tanto cargas axiales como radiales. Para este caso los rodamientos escogidos fueron 4 rodamientos cnicos de rodillos con designacin 320/22X con una capacidad de carga dinmica de 29000N.Con esta carga y el rea del eje se encuentro que el esfuerzo a compresin fue de 17.56MPaLa velocidad angular de la matriz se tomo como 250rpm recomendados por [8] con esto se busco un motorreductor con el eje a 90 para un fcil montaje al ensamblar la pletizadora. El motorreductor seleccionado fue un NORDsk92772-132ma/4 de 9.2KW con una velocidad angular de salida de alrededor de 230rpm, lo cual es muy cerca a los requerimientos buscados. La gran ventaja que se tiene al utilizar un motoreductor con el eje a 90 es el evitarse disear y construir un cod o con engranajes cnicos para trasmitir la potencia a la peltizadora.

6. SELECCIN DE MATERIALES6.1 ACEROS INOXIDABLESLos aceros inoxidables han sido utilizados en estas aplicaciones debido a su gran aporte en resistencia a la corrosin que previene la contaminacin de los productos y del ambiente de trabajo y debido a su facilidad de limpieza.Alimentos como los vegetales representan ambientes suaves y pueden generalmente ser manejados con el uso de acero inoxidable del tipo 304 y 316 mientras que las salsas y los licores presentan ambientes ms agresivos y pueden picar incluso a los inoxidables del tipo 316. Para ambientes tan agresivos debe usarse materiales con alta resistencia al picado como el 22Cr-13Ni-5Mn, 904L, 254SMO entre otros.A temperaturas elevadas los materiales deben ser seleccionados para resistir al picado y al agrietamiento por corrosin y presin, esta ltima debe ser evadida en aplicaciones de transferencia de calor para procesos de cocido de alimentos como por ejemplo las etapas de acondicionamiento de plet.Los equipos de acero inoxidable deben ser limpiados con frecuancia para prolongar su vida de servicio. Los equipos deben ser limpiados con agua fresca, barridos con una brocha de nylon y detergente y luego enjuagados[40].Los tipos 304, 316, 444 y 450 han sido usados para cadenas de transferencia de alimento en equipos de procesado continuo y sus superficies deben garantizar que no se generen agujeros o entallas donde el alimento pueda almacenarse, por tanto es recomendable tener superficies altamente pulidas para evitar los problemas de corrosin y posterior contaminacin de los alimentos. Los mejores resultados se han obtenido cuando los equipos tienen acabados del tipo 2B (laminado en fro general) en vez de acabado No 4 (pulido general). Alternativamente puede ser considerada una superficie electropulida [40].6.1.1 Propiedades mecnicasComo se pudo constatar mediante un anlisis de los parmetros de funcionamiento de las etapas de alimentacin y acondicionamiento, las exigencias de resistencia mecnica no son muy elevadas resultando en facotres de seguridad de hasta 70 para la torsin en el eje de alimentacin. Por lo tanto estos elementos no necesitan ser escogidos desde el punto de vista de esfuerzos sino ms bien desde el mbito de la resistencia a la corrosin y la manipulacin de alimentos debido a que la contaminacin del plet podra causar problemas digestivos en las aves de corral generando epidemias que pueden llegar a afectar la calidad del animal para el uso del hombre. En la figurax [40] se muestan las propiedades mecnicas de algunos de los aceros inoxidables ms comunes en el uso de elementos para resistencia a ambientes corrosivos.

Click para agrandar la imagen

Click para agrandar la imagenAunque todos estos aceros inoxidables presentan una misma resistencia a la fluencia en estado recocido de 205MPa los valores de ductilidad son muy diferentes, siendo el AISI316 y el AISI304 los ms capaces de deformarse, hacindolos indicados para procesos de manufactura de deformacin severa y moderada como los exigidos durante las operaciones de doblado y embutido para dar forma a las caracasas de alimentador y acondicionador.6.1.2 Resistencia a la corrosin y temperaturaGeneralmente, en las aplicaciones de alimentos donde intervienen acidos, aceites y sustancias de proveniencia orgnica como en el alimento peletizado para aves es necesario implementar elementos con alta reistencia a la corrosin para evitar contaminacin del alimento y desgaste prematuro y/o acelerado de los componentes de mquina. Por tanto es til conocer las propiedades de resistencia de algunas aleaciones convencionales, las cuales se muestran en la figura59.

Debe destacarse que el acero AISI304 es uno de las propuestas ms fuertes a la hora de resistencia mecnica, a la corrosin y al servicio a altas temperaturas ya que adems de su alta aptitud de ser conformado en procesos de manufactura presenta la segunda menor tasa de corrosin entre sus competidores con tan solo 0.46 mm/ao. Por otra parte, puede observarse tambin que es un material muy estable a altas temperaturas de servicio ya que puede ser usado incluso a lmites de ms de 800C lo cual es ms de 8 veces la temperatura de trabajo del acondicionador.Algunas recomendaciones de uso del AISI304 son: - Para cido actico en partes a temperaturas mayores a 50C para vapores diluidos y altas presiones. - Para transporte de aceite de celulosa y rea - Para cidos fmicos a temperaturas mayores que la de ebullicin - cidos grasos a temperaturas mayores que 150C6.1.3 CostosSe consult la disponibilidad de material en Ferrasa, Aceros Industriales, Aceros Mapa, Acinox y en ASTECO y se obtuvo los siguientes precios segn la tabla9:

6.1.4 Criterios de seleccinFinalmente se decide seleccionar el acero inoxidable austentico AISI304 gracias a su excelente combinacin de ductilidad, resistencia mecnica, conformabilidad en los procesos de manufactura, su alta confiabilidad bajo el desgaste por corrosin y temperatura y por su menor costo por unidad para el uso en los siguientes componentes mostrados en la tabla10:

6.2 ACEROS DE HERRAMIENTALos aceros de herramienta son materiales utilizados principalmente en aplicaciones donde se someta a un sistema a altas exigencias de desgaste continuo como procesos de maquinado, extrusin de materiales y moldeo entre otros. Se caracterizan principalmente por su elevada dureza superficial y su alta resistencia mecnica, factores principales para un buen comportamiento ante el desgaste. En la figura60 se muestran algunas de las caractersticas de dos aceros de herramienta que pueden ser elegibles para el diseo del dado de peletizado.

Click para agrandar la imagen6.2.1 Maquinabilidad de aceros de herramientaLa maquinabilidad de los aceros de herramienta puede ser estimada por los mtodos usuales aplicados para los aceros de construccin. Se reportan como porcentajes donde un 100% de maquinabilidad de acero de herramienta equivale a un 30% de maquinabilidad en aceros de construccin. Para mejorar la maquinabilidad del acero de herramientas se recomienda alterar su composicin o su tratamiento trmico para disminuir los lmites de resistencia mecnica y aumentar as la vida de la herramienta de corte. Las caractersticas de maquinabilidad de algunos aceros de herramientas se muestran en la figura61.

Puede notarse que la dificultad para maquinar estas aleaciones es bastante notoria y que las aleaciones del tipo H11 y D2 presentan valores muy bajos incluso en el estado recocido, siendo H11 21% y el D2 12% maquinables respecto a un acero de construccin.Sin embargo, esta misma dificultad para los procesos de corte representa una ventaja que se plasma en la resistencia a la abrasin, donde el acero D2 sera el ms resistente trayendo ventajas para el poco cambio de piezas y la conservacin en el tiempo de la calidad del producto terminado.El acero AISI D2 es supremamente resistente a la compresin, como se puede observar en la figura 62, donde segn la dureza superficial alcanzada por el material se tiene un esfuerzo de fluencia en MPa, siendo el mayor 2200.

6.2.2 Criterios de seleccinAlgunos autores reportan [8] que discos de peletizado hechos de acero AISI D2 pueden durar incluso 4000 a 8000 toneladas, este dato puede extrapolarse a una produccin de 1Ton/da resultando en una vida de 4000 das o aproximadamente 11 aos para el rgimen de desgaste ms severo.Segn lo reportado en la figura63, las propiedades de resistencia al desgaste son mucho mejores para el AISI D2 respecto al AISI H11, medidas en una escala de severidad de 1 a 10. Segn estos datos puede intuirse una vida til para un material AISI H11 de 4 aos, 7 menos que para AISI D2, esto en parte debido a la dureza superficial de trabajo lograda luego del proceso de manufactura de agujerado y maquinado que consiste en una serie de ciclos trmicos de austenizacin y temple para lograr incluso 64HRC en el exterior, casi 10HRC ms que el AISI H11. Algunos tratamientos trmicos antes del proceso de maquinado pueden ser consultados en la figura64.

Click para agrandar la imagen6.2.3 CostosEn el mercado local es difcil encontrar proveedores que cuenten con aceros de herramientas ya que estos no son de uso comn en las aplicaciones cotidianas y debido a que su costo es considerablemente ms elevado que las aleaciones convencionales.Se consult la disponibilidad de material en Ferrasa, Aceros Industriales, Aceros Mapa, Acinox y en ASTECO y tan slo en el ltimo se encontraban disponibles los precios de los siguientes materiales:

Por todos los criterios expuestos anteriormente se decide utilizar un AISI D2, aunque su inversin inicial es mayor que para las dems, su costo se justifica en su durabilidad de casi 11, ms del doble que para las otras propuestas. Este material ayuda a satisfacer la necesidad de disminuir los tiempos de mantenimiento y los tiempos de cambio de piezas y a producir durante mayor cantidad de tiempo un plet de buena calidad geomtrica y de consistencia.6.3 Acero estructuralFinalmente, el acero estructural se escoge para los perfiles que tendr la mquina de soporte, y para placas de sello que no estn en contacto con el alimento. El precio de este elemento es:

7. DIRECTRICES TCNICAS DE FABRICACIN7.1 ACONDICIONADOR GUSANO SIN FIN: Se debe soldar el tubo SHC 40 de 1 de acero inoxidable AISI304 con las paletas segn las especificaciones del plano. Posteriormente se ensambla con los ejes de 1. Realice la soldadura con un electrodo de bajo hidrgeno precalentado segn la norma AWS A5.4 y realice un precalentamiento de las piezas a 100C. Utilice electrodo E304L mediante el proceso SMAW en una junta tipo V a tope. PALETAS: se maquinan tortas de 6 luego se cortan segn plano, y posteriormente se estiran para formar un helicoide. CARCASA: Se debe realizar troquelado una lmina de acero inoxidable AISI 304 de 660x564 mm calibre 14 segn indicaciones del plano, para luego realizar un doblez y por ultimo soldar tal y como se indic en la primera recomendacin. FLANGE: Troquelar dos tortas de material lamina negra calibre con 265mm externo y 184mm interno, luego taladrar 6 agujeros de 7/16 alrededor TAPAS: Troquelar dos tortas de material acero inoxidable 316 con 265mm externo, luego taladrar los agujeros respectivos. TOLVA SUP: A partir de trozos de lminas formar una tolva cuadrada y unirlas con soldadura. TOLVA INF: Cortar una lmina para que encaje en el agujero de la carcasa, luego realizar un doblez y unirla con soldadura.7.2 ALIMENTADOR GUSANO SIN FIN: Se debe soldar el tubo SHC 40 de 1 con las aletas segn las especificaciones del plano. Posteriormente se ensambla con los ejes de 1. Realice la soldadura con un electrodo de bajo hidrgeno precalentado segn la norma AWS A5.4 y realice un precalentamiento de las piezas a 100C. Utilice electrodo E304L mediante el proceso SMAW en una junta tipo V a tope. ALETA: se maquinan tortas de 6 luego se cortan segn plano, y posteriormente se estiran para formar un helicoide. CARCASA: la carcasa es un ensamble que surge a partir de lminas dobladas y soldadas segn indicaciones del plano. TAPAS LATERALES: Troquelar dos tortas de material acero inoxidable 316 con 265mm externo, luego taladrar los agujeros respectivos. TAPA SUPERIOR: Se corta una lmina y taladran agujeros a su alrededor, posteriormente sueldan la tolva. TOLVA: Se realiza un doblez a una lmina, para formar una transicin, es decir un extremo cuadrado y el otro circular.7.3 CMARA PELETIZADORA MATRIZ DADO: Se parte de un cilindro circular de un 203mm el cual se corta un disco 20 mm de espesor, luego se le perfora un agujero interno de 40mm, para despus realizar un cilindrado en el dimetro mayor hasta llegar a 190mm. Teniendo estas dimensiones se procede a realizarle los 340 agujeros avellanados de la matriz por medio del taladrado, finalizando as la matriz. RODILLOS DE PELETIZADO: se toman cilindros de 40mm de longitud y se les maquina a un dimetro externo de 110mm, luego, en el centro de las caras del cilindro se les hace una perforacin para llegar a un dimetro de 38mm de, para posteriormente realizar cilindrados internos en los extremos de l cilindro con una profundidad de 15mm a lado y lado, para alojar los rodamientos.Se aconseja seguir los siguientes parmetros de maquinado7.4 Disco para peletizar y rodillosAntes de empezar cualquier proceso de manufactura con este material, especialmente los procesos de corte y remocin de material debe asegurarse que el material se encuentre en estado de recocido, de lo contrario cualquier herramienta de corte sufrir un desgaste excesivamente rpido debido a la dureza superficial de este material.Si el material no se encuentra recocido, con una dureza aproximada de 230HV, proceda a realizar el siguiente tratamiento trmico:Caliente el material a 850C y luego enfre dentro del horno a una tasa de 10C por hora hasta alcanzar los 650C, luego enfre libremente en aire con conveccin natural.Para el maquinado de este material en proceso de torneado se recomienda:

Para el proceso de taladrado se recomienda lo siguiente:

Para el fresado de los rodillos los parmetros sugeridos son los siguientes:

Luego de haber realizado todos los procesos de manufactura de corte necesarios para dar la forma al disco o a los rodillos se debe realizar un tratamiento trmico de endurecimiento que consiste en lo siguiente:Precaliente el material a una temperatura entre 650-750C y contine el calentamiento hasta una temperatura de austenizacin de 900-1050C, y sostenga a esta temperatura como se indica en la siguiente tabla:

Realice el choque trmico en aceite, aire forzado y proceda a realizar un revenido cuando la pieza alcance un rango entre 50-70C.Caliente nuevamente el material hasta una temperatura de 200C y sostenga durante 2 horas y deje enfriar al aire. EJE DE MATRIZ: La conduccin del eje de la matriz es simple al realizar un cambio de seccin a cada lado. Partiendo de un eje de 50mm los cambios de seccin se llevan hasta 40mm. EJE DE RODILLOS DE PELETIZADO: Se parte de un eje de 1 y se le realiza un cilindrado completo hasta 25mm y luego se realizan cambios de secciona a cada lado del eje con 22mm. CARCASA DE LA PELETIZADORA: para la fabricacin de la carcasa de la peletizadora se tom un tubo de acero estructual ASTM A36 o ASTM A53 de 8 sch80 al cual se le realiz un abocardado para poder ensamblar adecuadamente esta pieza con la carcasa inferior, tambin se le perforaron 2 ranuras a 180 entre s para guiar el eje del rodillo y poder ajustar la holgura entre la matriz y los rodillos. Tambin se le soldaron un par de especies de orejas para cubrir las ranuras que guan los rodillos. CARCASA DE PELETIZADORA INFERIOR: esta se construy con la misma tubera que la carcasa de la peletizadora, solo, que esta presenta en lugar de un abocardado, tiene un cambio de seccin exterior para que ensamble con la otra carcasa. Al Salir el pelet por esta carcasa, se realiza un agujero para que el pelet salga libremente, el cual se puede realizar con corte por plasma u oxicorte.7.5 ESTRUCTURA DE LA MAQUINA PELETIZADORAPara la construccin de la estructura se utilizaron lminas y vigas tales como canales en C y ngulos, para darle soporte y rigidez al sistema. La estructura se formaba con trozos de estos perfiles unidos por medio de soldadura con electrodo ER70S6 sin necesidad de precalentamiento entre piezas para realizar una soldadura de junta en T. Para el resto de casos se unen por tornillera.Las especificaciones de las lminas y vigas se muestran en la tabla de costos.8. ANLISIS DE COSTOS DE PIEZAS Y MATERIALES8.1 CostosA continuacin se muestran varias tablas que resumen las medidas y el nmero de piezas necesarias para la construccin de la mquina peletizadora, cotizadas en el mercado nacional.La lista de tornillera, tuercas, arandelas, motores, chumaceras, romdamientos, sprockets y atomizadores se muestra a continuacin:LISTA DE MATERIALES

Click para agrandar la imagenLa lista de precios de lmina, eje, tubera, platos y perfiles se muestra a continuacin:

Click para agrandar la imagenCostos totales de materiales para la peletizadoraTOTAL $ 6.607.050,818.2 Pesos de componentesA continuacin se muestra el peso estimado por CAD de los componentes de la mquina peletizadora por mdulos y de la misma completa.

9. MANUALES DE USUARIO9.1 MANUAL DE SEGURIDAD INDUSTRIALINSTRUCTIVOS PARA EL MANEJO DE LAS MQUINASANTES DE REALIZAR ALGN TRABAJO DENTRO DEL LUGAR DESIGNADO RECUERDE:1. Guardar dentro de los casilleros todos los elementos que no sean indispensables para su trabajo dentro del lugar.2. Utilizar los elementos de proteccin perso gafas, guantes, tapabocas, entre otros de acuerdo a las normas de seguridad.3. Planear su trabajo con anticipacin para reducir posibilidades de accidentes repentinos.4. Conocer previamente la maquinaria a utilizar y en caso de alguna duda preguntar a una persona capacitada en el funcionamiento antes de tomar cualquier decisin.5. Pedir nicamente los instrumentos de medicin y las herramientas necesarias para realizar su trabajo.Antes de utilizar esta mquina asegrese de cumplir con los requerimientos de proteccin personal indicados

- Asegrese de tener conocimiento de las partes de la mquina peletizadora antes de entrar en contacto con ella.- Evite acercar las manos a las cadenas de transmisin de potencia mientras la mquina est encendidaA continuacin se muestra un esquema comparativo de la mquina respecto al tamao de una persona.

9.2 MANUAL DE OPERACINPasos para la operacin- Verifique que la mquina se encuentre libre de sustancias y objetos ajenos a los estrictamente necesarios durante la produccin. Inspeccionar carcasa, motores, dispositivo de salida y tolva para evitar contratiempos y/o contaminacin del alimento.- Verificar que todos los componentes de la mquina se encuentren en el lugar asignado antes de empezar la operacin.- Verificar que la conexin de agua caliente se encuentre abierta antes de empezar el proceso.- Verifique que la conexin elctrica se encuentre en buen estado y conectada al tomacorriente de manera adecuada.- Llenar la tolva a tope antes de encender la mquina.- Dosifique el tiempo de llenado, tenga en cuenta que la tolva se vaca completamente en 30 minutos.- Encienda la mquina accionando el botn de arranque.- Evite apagar la mquina en medio del proceso de peletizado a menos de que sea estrictamente necesario.- Evite dejar desabastecer la tolva para no generar intermitencias durante el proceso de peletizado.- Evite acumulaciones del material producido al final del proceso mediante la evacuacin o vaciado regular del recipiente contenedor. Tenga en cuenta que el sistema evacuar 230kg por hora.- Apagar la mquina al completar la produccin diaria, tenga en cuenta que luego de 5 horas de operacin continua la cantidad requerida mnima se satisface con un exceso de ms de 100kg.- Limpiar las herramientas, instrumentos y lugar de trabajo despus de realizar su labor.- Asegurarse de llenar un formato de bitcora durante el proceso.9.3 MANUAL DE MANTENIMIENTOEl objetivo principal de darle un buen mantenimiento a esta maquina peletizadora es lograr que no presente fallas ni paros y al mismo tiempo trabaje lo ms silenciosamente posible.Existen reas crticas en la realizacin del mantenimiento, y para este mecanismo se completaron las siguientes:INSPECCIN VISUAL- Se recomienda una inspeccin diaria de todo el equipo para encontrar piezas daadas, fallas leves o imperfecciones importantes del equipo como tornillos flojos o ruidos extraos. La peletizadora debe ser monitoreada durante su operacin, verificando con un termmetro laser que la temperatura en el acondicionador sea adecuada y se mantenga alrededor 90C.- Revisar el estado del plet a la salida de la maquina; si el tamao y contextura del plet no son correctos es seal de que se requiere hacer ajustes, reparaciones o en caso extremo recurrir a un chequeo general y detallado de la maquina. Durante la inspeccin, si se encuentran partes rotas, estas deben ser reparadas o reemplazadas antes de que el problema empeore y afecte otros componentes de la peletizadora y cause un paro total.- Observe en busca de grietas, entallas o corrosin en los componentes que estn al alcance de la vista como carcasa, estructura, tornillera, rodamientos y cadenas y reporte cualquier anomala al encargado directo.- Busque y retire elementos ajenos a la mquina de las superficies visibles antes, durante y despus de la operacin de la mquina.- Asegrese de que la cadena se encuentre engrasada y que no est contaminada con material indeseado.- Asegrese de que los rodamientos visibles se encuentren sellados correctamente y que no presenten fugas de grasa lubricante.- Asegrese de que las cadenas se encuentran con sus ejes alineados y que sus sprokets se encuentren en buen estado.- Por ningn motivo permita que la cadena funcione sin la guarda de seguridad puesta, y sin el nivel mnimo de lubricante necesario, descrito ms adelante.- Busque seales de tensionamiento o de afloje excesivo de la cadena de transmisin de potencia para evitar problemas durante el funcionamiento diario de la mquina.LIMPIEZA- Se recomienda limpiar y verificar el estado de la matriz y la cuchilla de corte cada semana para evitar posibles atascamientos por el alimento que se seca en los agujeros de la matriz, desacoplando el sistema de acondicionamiento del sistema de peletizado y deslizar este ultimo a un lugar cmodo para realizar la limpieza.Use herramientas tipo hexagonal para tornillos de 7/16 y 5/16 de pulgada para desapretar las uniones de la carcasa de peletizado Deslice el sistema hacia abajo para liberar la estructura y deslice el motor para facilitar el trabajo.Desmonte el disco de peletizado mediante el uso de las herramientas mencionadasLimpie agujeros con brocha y extensiones de menos de 5mm de dimetro para el interior de los agujerosMonte nuevamente el sistemaEnsamble nuevamente el sistemaEste procedimiento se especifica detalladamente en el procedimiento de montaje de la mquina ms adelante- Si la cadena o el lubricante de la cadena resulta contaminado por algn motivo se sugiere, luego de cumplir con la produccin del da, desmontar la cadena y lavar con detergente los eslabones y el recipiente contenedor. Someta posteriormente a la cadena a un bao del lubricante seleccionado descrito posteriormente en un recipiente mezclndolo con un 5 a 10% de bisulfuro de molibdeno o de grafito y someta la mezcla a una temperatura mxima de 60C durante media hora para que el aceite pueda penetrar de vuelta al interior de los pasadores de las cadenas.- Elimine los excesos de polvo, basura o elementos que no sean pertenecientes al montaje y condiciones de trabajo normales de la mquina.AJUSTESEs indispensable analizar los tornillos de la estructura que puedan aflojarse por las vibraciones y apretarlos firmemente.Se recomienda apretar mensualmente todos los tornillos accesibles de la mqina, use herramienta hexagonal para tornillos de 7/16 de pulgada y 5/16 de pulgada y aperiente en secuencias de tornillos opuestos uno a uno.Cada mes revise el desgaste de los rodillos y ajuste la holgura con los tornillos de apriete de estos.LUBRICACINLa lubricacin es una de las partes ms importantes del mantenimiento, la cual se lleva a cabo en los punto y partes que se encuentran en constante friccin, los cuales para la maquina peletizadora son los rodamientos y cadenas. Las siguientes recomendaciones se dan basados en la bibliografa de tribologa y lubricacin industrial y automotriz [43] y los catlogos de fabricante de rodamientos.RODAMIENTOS- Los rodamientos viene sellados en ambos extremos con placas de proteccin y vienen lubricados de fbrica con una grasa de base ltica que tiene buenas propiedades antioxidantes y que permite usar los rodamientos a temperaturas de funcionamiento comprendidas entre -30C y 110C. Los rodamientos estn lubricados de por vida y no necesitan mantenimiento. El contenido de grasa es el adecuado para el tamao del rodamiento y normalmente ocupa un 25 y un 35% del espacio libre del rodamiento.Estos rodamientos no se deben calentar antes del montaje, ni se deben lavar por ningn motivo.Asegrese de medir la temperatura con un termmetro laser y que esta se encuentre dentro del rango permisible para la grasa, descrito anteriormente.CADENASLa cadena que transmite la potencia del motor superior al sistema de alimentacin y acondicionamiento consiste en una cadena de rodilos, la cual est compuesta por un nmero elevado de pequeos bujes, de alta precisin, de bajo costo y se pueden emplear para elevadas velocidades y cargas.- Debido a que la cadena rota a una velocidad tangencial relativamente baja, de cerca de 0.35m/min y su paso es de de pulgada el mtodo de lubricacin adecuado deber ser por inmersin por comodidad del operador, o gota a gota, sin necesidad de implementar sistemas de inyeccin o atomizacin del lubricante.- Asegrese de que la cadena se encuentre completamente recubierta por una carcaza metlica para evitar las fugas de aceite y la entrada de contaminantes hasta el depsito de aceite.- El nivel de aceite debe estar situado hasta que cubra un poco ms de la totalidad del diente ms bajo del sprocket. Si no es as asegrese de llenar el espacio hasta el nivel descrito.- La cantidad mnima de aceite necesario para la lubricacin de la cadena, teniendo en cuenta que el sprocket de menor dimetro gira a 116rpm y que el paso de la cadena es de de pulgada deber ser 0.05gal/min.- Use un lubricante cualquiera, que cumpla con un Grado ISO en un rango de 100 a 220.- Asegrese de que el lubricante de la cadena no exceda los 50C.- Si por algn motivo falla el bao de lubricante emplee un vaso dosificador de aceite y aplique en forma de gotas entre los bordes de las placas de los eslabones y los pasadores, y en el centro de los rodillos. Utilice una boquilla de tres orificios que permita dosificar y aplicar el aceite en forma de gotas. El orificio del centro lubrica la superficie exterior de los rodillos para prevenir el contacto metlico de estos con los sprockets y los otros dos alimentan de aceite la superficie de los pasadores. Asegrese de aplicar como mnimo una gota de lubricante por minuto a la hilera de rodillos en un lugar cercano al sprocket.9.4 MANUAL DE ENSAMBLEENSAMBLE DE SUBSISTEMASEnsamble del sistema de alimentacinEl sistema de alimentacin cuenta con 7 piezas mostradas en la figura 64 que debern ser ensambladas en el siguiente orden:9.3.1.1 Lleve el eje de arrastre o tornillo sinfn denominado como 1 al lugar donde deber ser ensamblado9.3.1.2 Monte el eje sobre la carcasa denominada como 2, y ubquelos juntos con cuidado, sin rayar ni entallar los componentes9.3.1.3 Tome las tapas 3 y 4 y ajuste el eje 1 en ambos extremos con sus respectivos tonirllos de ensamble, ajustando con una herramienta tipo hexagonal para tornillo de 7/16 de pulgada de manera opuesta diametralmente. Asegrese de usar arandela y tuerca para cada tornillo.9.3.1.4 Monte las chumaceras denominadas como 5 sobre el mun del eje con cuidado. No utilice calentamiento del rodamiento, ni abra las guardas del mismo por ningn motivo. Ajuste los prisioneros de la chumacera para garantizar la sujecin del rodamiento al eje.9.3.1.5 Ubique el motor sobre la tapa 4 y ajstela con los tornillos de 5/16 de pulgada, con una herramienta hexagonal.9.3.1.6 Ubique la tolva sobre el montaje actual, asegrese de atornillar la tapa superior a la carcasa en forma de U. Utilice tornillera de 7/16 de pulgada con una llave hexagonal, realizando el apriete de manera secuencial con los tornillos geomtricamente ms opuestos por parejas. Use las arandelas y tuercas para cada tornillo.

Ensamble del sistema de acondicionamientoEn el sistema de acondicionamiento hay 6 piezas que deben ser ensambladas como se recomienda a continuacin:1. Localice en el lugar del ensamble la carcaza denominada como 12. Ubique el eje al interior de la pieza 1, la cual es cilndrica hueca de manera tal que no ralle ni entalle ninguna de las dos piezas3. Posicione las tapas del sistema denominadas como 3 y 4 al interior del eje y acrquelas con cuidado hasta el extremo de la carcasa de manera que coincidan los agujeros de ensamble. Ajuste los tornillos de 7/16 de pulgada con una herramienta hexagonal de manera secuencial y diametralmente opuesta. Asegrese de utilizar arandelas y tuercas para cada tornillo.4. Posicione las chumaceras denominadas como 5 y 6 en el eje mezclador con cuidado de no daar el acabado superficial de la pista interna ni de la superficie de rodadura del eje. Utilice tornillos de 7/16 de pulgada y una herramienta tipo hexagonal. Ajuste los prisioneros de la chumacera para garantizar la sujecin del rodamiento al eje.

Ensamble del sistema de peletizadoEl sistema de peletizado cuenta con 7 piezas mostradas en la figura 66 que debern ser ensambladas en el siguiente orden:1. Ubique la carcasa inferior en el lugar del montaje2. Ubique el eje de acople de abajo hacia arriba de manera que garantice el alineamiento entre los centros y con cuidado de no daar, rayar o entallar las superficies.3. Ajuste el disco de arriba hacia abajo, ingresndolo al mun del eje denominado como 2.4. Posicione el eje denominado como 4, que ser el encargado de sostener los rodillos de peletizado, sobre el disco de peletizado denominado como 3.5. Ajuste los rodamientos donde descansan los rodillos de peletizado en la superficie del eje. No precaliente ni abra las tapas de los rodamientos por ningn motivo.6. Ensamble los rodillos de peletizado, uno a cada lado, sobre la superficie de los rodamientos denominados como 5. Hgalo de manera suave para no daar la superficie interna de la pista del rodamiento o el acabado superficial del interior del rodillo. Luego ajuste las bridas para garantizar la fijacin de los rodamientos al eje.7. Ajuste la caraca superior denominada como 7 sobre la carcasa inferior y ajuste los tornillos que se encuentran bajo las protrusiones de la carcasa superior. Utilice una llave hexagonal para los prisioneros o pernos de ajuste.

Ensamble generalLuego de tener los componentes ensamblados individualmente proceda a ensamblarlos en la estructura segn la siguiente secuencia:1. Posicione la etapa de acondicionamiento previamente ensamblada sobre los perfiles en C de menor altura dispuestos para soportar el peso de los componentes.2. Posicione la etapa de alimentador previamente ensamblada en la estructura en C de mayor altura y proceda a atornillar los dos componentes mediante el uso de tornillos hexagonales de 7/16x1 20 UNF utilizando una llave hexagonal.3. Proceda a desplazar la estructura que soporta el motor hacia el centro del ensamble, a nivel del suelo y ensmblelo a la platina lateral correspondiente.4. Posicione la etapa de peletizado sobre el eje del motor de piso y proceda a verificar la alineacin de los componentes, luego una los ejes verticales mediante un acople.5. Posicione las cadenas y sprockets designados como 5 y 6 sobre los muones de los ejes alimentacin y acondicionamiento. Para el sistema 5, el sprocket ms pequeo corresponde al eje del acondicionador, y el ms grande en el eje del alimentador. Para el sistema 6 los sprockets son de relacin 1:1. Asegrese de que el lado flojo de la cadena quede abajo, o ms cerca al suelo.6. Realice la conexin elctrica de los motores y el sistema de control.

10. CONCLUSIONES10. CONCLUSIONES A travs del anlisis realizado teniendo en cuenta los requerimientos, disposicin econmica del cliente y las condiciones de operacin que debe tener la maquina se lleg a la conclusin de que el peletizado vertical es la mejor opcin debido a su pequeo tamao y su capacidad de produccin que se ajustan para satisfacer adecuadamente las necesidades del cliente. Respecto a la etapa de acondicionamiento, se opta por utilizar agua caliente utilizando resistencias elctricaso una etapa de intercambio de calor descartando el vapor de aguapor caldera debido a cuestiones econmicas y de seguridad y facilidad en la operacin sin atentar contra la calidad del producto. La mejor opcin para alimentar la materia prima se opt por un tornillo sin fin gusano, porque proporciona la operacin de alimentacin continua y homognea, y a su vez serva como sello en la etapa de acondicionamiento. Se decide usar energa elctrica debido a que es la manera ms comn de alimentar una mquina industrial en una zona que cuenta con interconexin a la red elctrica y por tanto se seleccionaron motores elctricos para la transformacin de la energa. Las transmisiones de potencia se realizarn mediante la mezcla de varios tipos de componentes como engranajes, reductores, poleas y correas para dar mayor versatilidad al diseo. Debido a los requerimientos de presupuesto y al tipo de operacin de la mquina, se eligi la opcin de lgica cableada para la etapa de control, ya que es un mtodo simple y econmico que no necesita de capacitaciones para el operador. Las opciones de peletizadora disponibles en el mercado no cumplen a cabalidad con los requerimientos del cliente debido a que tan bajas producciones implican maquinaria sin etapa de acondicionamiento. No se encontr un modelo comercial que se ajustara y por lo tanto no se encontr un precio estndar. El precio de la mquina comercial se estimar mediante los precios de maquinaria sobredimensionada y de otras que cumplan con la produccin pero que no tienen etapas de acondicionamiento. Es posible construir una mquina en el medio colombiano que sea ms econmica que una equivalente en el mercado segn las especificaciones del cliente. Para evitar desgaste excesivo y aumento de la durabilidad de la mquina se recomienda utilizar en la matriz de peletizado un acero AISI D2 y para los componentes sometidos a manejo del alimento un acero AISI304 inoxidable. Es complicado establecer con veracidad algunos parmetros de fabricacin debido a que no se cuenta con la informacin tcnica necesaria. No se encontraron relaciones entre las rpm de la matriz de peletizado, por lo tanto este dato sigue siendo estimativo en cuanto a la garanta de cumplir con una produccin exacta. Hay bibliografa adecuada para el diseo de componentes como los tornillos extrusores y mezcladores. No fueron satisfactorios los mtodos empricos para hallar las potencias necesarias en los motores, ya que los valores eran muy diferentes a los planteados en las mquinas comerciales.11. ANEXOSANEXO 1RESULTADOS DE LA ENCUESTA AL CLIENTE

Click para agrandar la imagen

Click para agrandar la imagenANEXO 2COTIZACIONES REALIZADAS EN EXPLORACIN DEL MERCADOAnexo 3Anlisis de elementos finitos de un eje de la mquina peletizadoraNota: Se entregar el 23 de junio en actividad programada previamente.Anexo 4Histrico de cambios del diseo conceptual

Click para agrandar la imagen

Click para agrandar la imagen

Click para agrandar la imagenFigura A3. Primera matriz de seleccin.