RESUMEN

La poltica actual del nuevo gobierno trae nuevas perspectivas de mejora en el aspecto nutricional. Sin embargo, desde mediados del ao 2005, ya el estado Peruano a travs del sus diversas organizaciones viene implementando un programa de fortificacin de la harina de trigo con micronutrientes.

La ley28314 aprob una modificacin a la fortificacin obligatoria de la harina de trigo con hierro, incrementando el contenido del hierro por kilo de harina de trigo de 30 mg/ kg a 55 mg/kg de sulfato o fumarato ferroso, adems de la inclusin de 1 a 2 mg/kg de cido flico, entre otros micronutrientes.

Este artculo revisa aspectos relacionados con los micronutrientes involucrados, hierro y cido flico, as como la informacin sobre sus deficiencias, como la anemia y los defectos del tubo neural, fundamentalmente. Finalmente, se da recomendaciones en mrito a la informacin presentada, con la intencin de que las autoridades de salud y educacin puedan tomar acciones orientadas a promover el consumo de alimentos fortificados con harina de trigo.

Este informe tcnico tiene objetivo implementar un mtodo barato y a la vez ms eficiente para la produccin de harina, esto se har mediante la implementacin de un molino de martillos. Este nuevo proceso,Reducir los costos y tiempos de produccin, para de esta manera volverse ms competitivos, acaparar un mayor segmento de mercado y adems contribuir, con el desarrollo de la industria peruana.

1. INTRODUCCION

El trigo es uno de los tres cereales ms importantes producidos a nivel mundial junto al maz y el arroz y es el ms consumido por el hombre en la civilizacin occidental desde inicios de la humanidad. Del trigo se extrae el grano que es utilizado en la industria de harina, elaborndose: pan, Fideos, galletas y una gran variedad de productos alimenticios; a su vez es utilizado en consumo directo para la preparacin de muchos platos.

En el Per, este cereal fue introducido por los espaoles en forma casual alrededor del ao 1540, en una remeza de garbanzos. Fueron tres damas espaolas las que difundieron e introdujeron los primeros trigos, los cuales se sembraron en los alrededores de Lima y adquirieron gran importancia.

El trigo forma parte del consumo bsico de la poblacin peruana, pero laProduccin es deficitaria. El 97% de la superficie cultivada se encuentraUbicada en la sierra y el 3% en la costa. El 90% de rea sembrada en el pas se realiza en secano.

La produccin del cereal se desarrolla mayormente sobre los 2 mil hasta 4 mil metros de altitud, en suelos pedregosos y superficiales, en laderas donde no prosperan otros cultivos. En estas zonas no se dispone de semillas certificadas ni asistencia tcnica que garanticen calidad y productividad. La poblacin campesina de nuestra sierra depende mucho de este grano para su alimentacin y su economa.

Este informe tcnico tiene por objetivo implementar un nuevo sistema de produccin de harina, el cual ser ms verstil y barato, con lo que se pretende reducir los tiempos y maximizar el volumen de produccin que actualmente posee la empresa.

DESCRIPCION GENERAL DE LA EMPRESA

La empresa CEMPRO TECH S.A.C nace con la finalidad de establecer jointventures para la ejecucin de proyectos electromecnicos asociada con empresas especializadas que permitan una expansin de los negocios de sus representadas asegurando as el respaldo de la experiencia, infraestructura y prestigio de los mismos.

En este contexto somos representantes exclusivos de instalaciones electromecnicasS.A. (INEMEC). Empresa creada en 1984 y perteneciente al sector metalmecnica, con experiencia comprobada en la en la ejecucin de proyectos para la industria nacional, quien ha credo conveniente buscar la colaboracin de CEMPRO TECH, a de potenciar sus actividades en el horizonte de negocios.

VISIONSer una empresa constructora lder en el mercado peruano, conocida en los pases limtrofes y reconocidos por su capacidad, calidad, seguridad y cumplimiento.

MISION Nuestra misin es afirmarnos como una empresa constructora, comprometida con sus clientes en el fiel cumplimiento de los contratos adjudicados en el plazo contratado, al precio convenido con seguridad.

EN INGENIERIA Y PROYECTO:- Nuestro personal es altamente capacitado y con la experiencia necesaria para desarrollar proyectos de ingeniera.- Desarrollar proyectos de ingeniera utilizando herramientas informticasAmpliamente reconocidos para la elaboracin de diseos, clculos y dibujos, lo que permite una ejecucin acorde con los estndares internacionales y un plazo de entrega adecuado.- Asimismo adaptamos los diseos de acuerdo con las necesidades de nuestros clientes. - Llevamos a cabo el monitoreo continuo de su proyecto, con un adecuado control de calidad de los equipos fabricados.

CAPACIDAD INSTALADA DE LA EMPRESA

Contamos con una completa infraestructura para trabajos de mecanizado yCalderera, pudiendo trabajar piezas de gran envergadura.

Dentro de los principales equipos en esta rea destacan: Tornos Paralelos, Generadoras de Engranajes, Taladradora Mandriladora, Taladros Radiales, Cizallas y Plegadoras Hidrulicas , equipos de corte y soldadura automticos, etc.

rea de trabajo disponible es de 10,000mt2 en sus plantas, las minas que cuentan con la infraestructura y servicios adecuados para le ejecucin de los trabajos encargadospor nuestros clientes.

Contamos con la capacidad para atender proyectos como:

construccin de maquinarias y estructuras metlicas construccin y montajes de electromecnicos en obra montajes elctricos: redes de alta y media tensin

ORGANIGRAMA DE LA EMPRESA CEMPRO TECH S.A.C

LINEAS DE PRODUCCION DE LA EMPRESA CEMPRO TECH S.A.C.

Nuestra lnea de trabajo es:

PESCA

Contamos con tecnologa propia para la ejecucin de trabajos en esta rea, y tenemos experiencia comprobada en el diseo, fabricacin y montajes como son:

plantas completas sistemas de descarga de pescado trasportadores elevadores prensas plantas de agua de cola cocinadores secadores molinos de martillos ventiladores y exhaustotes plantas dosificadores de antioxidantes

MINERIA

En el campo de la minera contamos con tecnologa de punta y con equipo de ingenieros y personal altamente capacitado. Trabajos realizados en diseo y fabricacin como:

fajas transportadoras fajas alimentadoras edificios estructurales tolvas para minerales carros mineros equipos de elevacin y transporte reductores engranajes poleas etc.

INDUSTRIA

Diseamos y ejecutamos proyectos integrales y de ampliacin de plantasIndustriales en general

ENERGIA Y AGRICULTURA

Contamos con equipos hidromecnicos para realizar proyectos como:

Centrales hidroelctricas Presas Bocatomas Rejillas Tubera forzada Juntas de dilatacin Compuertas para canales de irrigacin Etc.

2. JUSTIFICACION DEL PROYECTO

54

Dada la situacin actual por la que atraviesan muchas de las industriasPeruanas como la alimenticia, la textil, la agropecuaria entre otras,Donde la evidente falta de inversin ha hecho que la forma de produccin,en muchos de los casos sea obsoleta y rudimentaria, ha hecho que losEmpresarios vean la necesidad de invertir en procesos ms sofisticados. As como tambin en nueva maquinaria.

La realizacin de este proyecto se justifica primero desde el punto de vistaingenieril, ya que en el diseo y construccin del molino se requerirncriterios y parmetros de diseo importantes y necesarios para el ptimofuncionamiento, y segundo, porque una de las maneras de mejorar laproduccin y aumentar la competitividad de las empresas, no solonacionales es el de reemplazar los antiguos procesos artesanales de Produccin por procesos ms sofisticados.

Por lo antes mencionado la importancia de este proyecto es alta, ya que porUn lado se reafirmar y se aplicarn los conocimientos adquiridos dentro la carrera y por otro lado, la empresa contar con un molino que optimizar el proceso de hacer harina, reduciendo los costos y tiempos de produccin.

3. OBJETIVOS

ObjetivoGeneral

El objetivo general del proyecto es el diseo y construccin de unmolino, que nos permita optimizar la produccin de harina a travsDe distintas herramientas que nos ofrece la Ingeniera Mecnica. Con ello se busca disminuir los costos de produccin, obtenerMayor rentabilidad, para de esta forma alcanzar mayores niveles deCompetitividad dentro del mercado.

Objetivos Especficos

Escoger un proceso adecuado de molienda, para mejorar laproduccin de harina, as como tambin, los espacios dentro de laEmpresa. Disear del molino escogido con todos sus componentes Construir el molino.

4. MATERIA PRIMA PARA LA PRODUCCIN DE HARINA

Antecedentes

En este captulo se abordar todo lo concerniente al trigo. Comenzandodesde sus orgenes, se pasar por su cultivo, clases de trigo, suEstructura, variedades, hasta terminar con la harina y suAlmacenamiento. Ya que el tema central de esta tesis es el diseo yConstruccin de un molino para la produccin de harina de trigo, se hacredo necesario hacer un aporte no solo a estudiantes de IngenieraMecnica, sino tambin, a otras carreras como: Ingeniera en Alimentos,Gastronoma, entre otras.Toda la informacin del presente captulo, es un resumen obtenido delLibro: Tecnologa y Produccin de Harina de Trigo. (Ver Bibliografa)

El Trigo

El trigo es un fruto farinceo, perteneciente a la familia de lasgramneas que se cultiva para obtener alimento humano por su altoContenido de carbohidratos y protenas. Los estudios realizados sobre laHumanidad dieron como resultado un comn denominador; que la basede la dieta de todos los pueblos y razas tanto prehistricas comoContemporneas, fue de una u otra forma los cereales y en especial elTrigo.

Entre los cereales ms importantes del mundo, desde el punto de vistade su produccin, utilidad y propiedades alimenticias estn: el trigo, elArroz, el maz, la cebada, la avena. En la tabla 1, se puede observaralgunas de las caractersticas ms importantes de los cereales antes mencionados.

Producto

Trigo

Arroz

Maz

Cebada

Avena

Humedad

%

12.5

11.4

13.0

14.5

13.5

Protenas

%

12.0

8.3

9.9

10.0

10.3

Carbohidratos

%

68.0

64.7

69.2

66.5

58.2

Grasa

%

1.8

1.8

4.4

1.5

4.8

Fibra

%

2.2

8.8

2.2

4.5

10.3

Materia

Mineral

1.7

5.0

1.3

2.6

3.1

Tabla 1: Composicin Qumica de los Cereales

Nota: Los porcentajes indicados han sido tomados en promedio.

La harina de trigo contiene del 8 al l3% de protenas, estas protenasMezcladas con el agua son las responsables de formar el gluten, que apostre ser el armazn, la base y la sustentacin del pan. Es por esoque los cereales con un bajo contenido de protenas, producen unGluten deficiente en propiedades, por lo que no ser satisfactorio para la elaboracin del pan.

El Trigo: Sus Orgenes

El trigo es tan antiguo como la naturaleza misma. La historia no puedePrecisar el origen geogrfico, histrico, o biolgico del trigo. Sinembargo, todo parece indicar a la Mesopotamia como la regin deProcedencia: en los frtiles valles del Tigris y el Eufranes, el trigo crecaEn estado silvestre y se propag por ambas mrgenes del Nilo, dondeLas primitivas poblaciones se aprovechaban de las naturales cosechasque este prodigioso ro les dejaba despus de sus peridicos yEstacionales desbordamientos. Tambin se menciona a las

habitaciones lacustres de Suiza como fuente originaria de este cereal.

Se poseen antecedentes de que el trigo ya se cultivaba en la China

Unos 5000 aos A.C, as como en Egipto y Palestina.

El Trigo es el ms importante de los cereales, que comparado con el

arroz, el maz, la cebada, el centeno y la avena, es el que ms

Nutrientes provee al hombre en el mundo.

El Trigo: Su Cultivo

El trigo como ya dijimos anteriormente, pertenece a la familia de las

gramneas y su denominacin cientfica es triticumvulgare,

Existiendo ms de 1600 variedades en el mundo.

El trigo crece en casi toda tierra arable, desde el nivel del mar hasta

elevaciones de ms de 3000 metros de altura, donde haya suficientes

Precipitaciones de agua y en regiones secas con riego controlado; esta

Flexibilidad permite su cultivo en diferentes climas, elevaciones y suelos.

Los mejores trigos de variedades ms duras se dan en reas templadas

Fras de mayores elevaciones. Su calidad depender siempre del clima,

Luego de la clase de suelo y de las tcnicas empleadas en su cultivo.

La evolucin vegetativa completa de la planta de trigo, desde que se

siembra la semilla hasta su maduracin o cosecha (trilla), se divide en

cinco etapas perfectamente delimitadas y distintas:1.- Germinacin.

2.- Foliacin.

3.- Macollaje.

4.- Floracin

5.-Fructificacin.

Este ciclo vegetativo de la planta dura de 90 das en zonas tropicales

Hasta 180 das en zonas templadas, como en nuestra sierra o el Norte

de EEUU. La calidad del trigo, que se revertir en la calidad de la

harina, depender de varios factores como: la semilla, el suelo y su

Fertilizacin, el clima, y el manejo y almacenamiento del grano.

El Trigo: Su Clasificacin

Segn los factores antes sealados el trigo se divide en:

Trigo Duro

Este trigo tiene granos que son duros, fuertes y difciles de partir. Este

Tipo de trigo produce la mejor harina para la produccin de pan.

Trigo Suave

Este trigo tiene granos relativamente ms blandos y produce una

harina suave (floja), que es muy buena para bizcochos, cakes, y

Galletas.

Trigo Durum

Las semolinas extradas de este trigo son muy duras y se emplea

Exclusivamente para la fabricacin de pastas (fideos).

Segn el tiempo en que crece el trigo se divide en:

Trigo de Invierno

Este trigo se siembra antes de comenzar el invierno y, durante este

Tiempo, permanece en estado durmiente, para ser cosechado al

Comienzo del verano.

Trigo de Primavera

Este trigo se siembra al comienzo de la primavera y se lo cosecha al

Final del verano.

Nota: Segn los grupos botnicos, el trigo tiene innumerables

Clasificaciones que no son de inters en este momento.

El Trigo: Su Estructura

El grano de trigo puede considerarse formado por tres partes bien

Definidas:

Afrecho

Es la cscara o cubierta protectora del grano.

Endospermo o Albumen

Conocido comnmente por harina, son pequeas clulas polidricas de

Paredes sutiles y transparentes, llenas de grnulos de almidn,

Contorneadas de materia proteicas (gluten).

Embrin o Germen

Es el rgano reproductor del grano, es la parte que contiene en

Proporcin la mayor cantidad de elementos nutritivos, tales como:

Protenas, grasa, minerales, vitaminas.

La composicin media del grano de trigo, dependiendo de las

Caractersticas inherentes son las siguientes:

Afrecho 14%

Endospermo. 84%. Germen2%.

En la tabla 2, se muestra la composicin qumica de un grano de trigo.

*Humedad

Almidn

Protena

Celulosa

Grasa

Azcares

Materia Mineral

de 8% a 17%

de 63% a 71%

de 8% a 15%

de 2% a 2.5%

de 1.5% a 2%

de 2% a 3%

de 1.5% a 2%

Tabla 2: Composicin Qumica del Trigo

*La Humedad, es la cantidad de agua existente en cada grano de trigo.

El Trigo: Variedades y Pases Productores

Mencionaremos las variedades de trigos que son los ms consumidos

en Amrica Latina y en especial los que son ms procesados en

Per.

Trigo Nacional

Existen diferentes variedades y por consiguiente cualidades distintas,

Dependiendo de las zonas cultivas. Generalmente son trigos de

Caractersticas blandas, con relativo contenido de gluten y su harina se

Presta para la fabricacin de galletas, pasteles, biscochos. As mismo

Son indicados para mezclas con trigos fuertes. Se cultivan

especialmente en la Sierra y la Costa tomando los nombres de

Crespo, Antisana, Chimborazo, Atacazo, entre otros.

Trigo de los Estados Unidos

Los principales pases productores de trigo y que exportan hacia otros,

deficitarios de este cereal como el nuestro son: Australia, Estados

Unidos, Argentina, Canad. Este ltimo produce el trigo Manitoba, que

por su alta calidad del gluten es muy apetecido por la rama

Panificadora.

Nuestro pas cubre sus necesidades internas con la importacin del

Trigo desde Estados Unidos y cuya clasificacin es:

Trigo Duro Rojo de invierno

Estos trigos crecen principalmente en los Estados de las grandes

Llanuras como Kansas, llamado El Granero del Mundo y constituyen la

Mayora de los trigos producidos en los EEUU. Cubriendo un 60% de

Las exportaciones. Son magnficos para la panificacin.

Trigo Blando Rojo de invierno

Este trigo crece principalmente por debajo de los grandes lagos. Sus

harinas son de baja protena, gluten dbil y no hacen buen pan; pero

son aptos para pasteles.

Trigo Blando Blanco

Se producen en los grandes lagos, en el noreste y noroeste de los

EEUU, son ms blandos y ms bajos que los anteriores. Hacen un

muy mal pan; pero, son excelentes para galletas y pasteles.

Trigo Duro Rojo de primavera

Estos trigos crecen en los estados ms al norte de las Grandes Llanuras, como Dakota del Norte. Representan el 15% de toda la

produccin y el 9% de las exportaciones. Sus harinas son de alta

protena y un gluten fuerte; por lo cual, son muy apropiadas para el pan

francs, para el pan de molde y para el pan fino de levadura.

Trigos Canadienses

Son de gran demanda en el mercado internacional. Se justifican por su

alta capacidad correctiva que se demuestra por su elevado contenido

de gluten. Son homogneos de muy buen rendimiento y el aspecto de

la harina es cremoso.

Trigos Argentinos

Existen tres tipos: duro, semiduro y blando. Son trigos de aceptable

calidad para la fabricacin de pan, galletas, tortas, etc. Se pueden

emplear en forma independiente o hacer mezcla entre ellos. Se les

conoce con los nombres de Rosafe, Baruso, Baril.

En la tabla 3, se muestra los meses de siembra y cosecha del trigo en

los diferentes pases.

Pas

Siembras-Verano Siembras-Invierno

Cosechas

Argentina

Brasil

Chile

Mxico

Canad

EEUU

Espaa

Portugal

-------

-------

-------

Mayo

Marzo-Mayo

Marzo-Mayo

-------

-------

Mayo-Junio

Junio-Julio

Junio-Julio

Octubre-Diciembre

Septiembre-Octubre

Agosto-Septiembre

Octubre-Noviembre

Octubre-Noviembre

Diciembre

Noviembre-Diciembre

Diciembre-Enero

Abril-Mayo

Julio-Septiembre

Mayo-Agosto

Mayo-Julio

Mayo-Julio

FranciaMarzo-AbrilOctubre-NoviembreJunio-agosto

Italia-------Septiembre-Noviembre

Junio-julio

AlemaniaMarzo-Abril

Septiembre-Octubre

Junio-agosto

PoloniaMarzo-Junio

Septiembre-Octubre

Junio-agosto

Turqua-------Octubre-Noviembre

Mayo-junio

RusiaMayo-Junio

Agosto-NoviembreJunio-septiembre

Austria-------

Mayo-JulioNoviembre-diciembre

EscandinaviaMayo-Junio

Septiembre-Diciembre

Julio-septiembre

Egipto-------Noviembre-Diciembre

Abril-mayo

Per-------Septiembre-NoviembreFebrero-mayo

Australia-------Abril-JulioNoviembre-enero

Tabla 3: Siembras y Cosechas de Trigo en Algunos Pases del Mundo

Harina de Trigo

En el largo y complejo proceso de la molienda, obtenemos como

resultado final un polvo fino, blanco, con caractersticas propias, que

Despus de ser mezclado con otros ingredientes, tales como: agua, sal,

azcar, levadura, leche, huevos, etc, y sometido a un proceso de

fermentacin y coccin en un caso, nos proporciona un producto

Comestible, denominado Pan, Galletas, Pasteles, Biscochos o Fideos

en otro caso

Esta harina, por ser procedente del trigo, es la nica que tiene las

Caractersticas esenciales del gluten, que forma la estructura del pan.

La tcnica molinera consiste en extraer el mximo de harina del

endospermo en sus diferentes pasajes, sin daar ni perjudicar la

Calidad requerida por el panadero.

Subsidiariamente de la molienda, se sacarn los subproductos, afrecho,

afrecharlo, germen, etc., los cuales tienen un valor comercial como

Alimento animal. Todo el producto en las diferentes etapas es

trasladado mediante sistemas mecnicos o neumticos, por lo que la

Mano del hombre no entra en contacto con el producto.

Como ya hemos visto anteriormente, las cualidades fsico-qumico del

trigo se revierten a la harina y esta al pan. En la tabla 4, se muestra las

Protenas y caloras de algunos productos, entre ellos el pan.

Producto - 1 KgCalorasProtenas ( gr) Carbohidratos

Pltano 5967153

Carne de Ternera 1900305---

Pastas Cocidas 148050300

Papas90030212

Arroz Cocido 119025250

Pan 289691552

Azcar 3750----1000

Maz Cocido 50021120

Tabla 4: Comparacin de Protenas y Caloras de algunos Productos

4. DESARROLLO DEL PROYECTO

La propuesta de este informe tcnico es ver paso a paso como construirUn Molino de Martillos. Este molino solo remplazar la parte de la moliendaDel grano, No su pre coccin. Su funcionamiento lo detallamos a continuacin: La produccin comienza en el momento en el que el grano entero,limpio y sin cascara, es puesto en la tolva, De la tolva, pasa a unaPrimera cmara, por medio de una abertura, como se muestra en la Figura 1.

Figura 1,Ingreso del Producto hacia la Primera Cm

- En el interior de la cmara, el grano se parte por medio del contacto

con los martillos, adems, cuando el grano disparado de los

Martillos hacia las paredes del molino, se produce esfuerzos de

contacto, que es lo que tambin ayuda a la trituracin del grano,

Como se muestra en la figura2.

Figura 2: Martillos de la Primera Cmara

- Despus de esta primera molienda, el grano partido cae a un tamiz

de 1mm de espesor (el grano superior a este dimetro sigue en la

Cmara molindose hasta que pueda pasar por el tamiz).

- A continuacin, el grano de la primera cmara que ha pasado por el

primer tamiz, pasa a la segunda cmara, como se muestra en la

ilustracin 10, en donde se encuentra el segundo set de martillos,

para hacer que el grano termine completamente pulverizado y hecho

harina. El grano pulverizado pasa por un tamiz de 0.05mm (que es

el dimetro requerido para la harina).

Figura 3, Segunda Cmara y Tamiz

Una vez que el trigo se encuentra hecho harina en la parte inferior

del molino, es aspirado a una segunda tolva para su posterior

Almacenamiento en sacos.

En la figura 4, muestra la configuracin completa del molino de

Martillos.

Figura 4, Molino Completo

Generalmente, los molinos de martillos poseen una sola cmara de

Trituracin, el que se ha diseado constar de dos. La razn principal

es que por medio de las dos cmaras se reducir el tiempo de

Produccin de la harina.

Al ser ms rpido que el anterior (molino de rodillos), adems de

optimizar tiempo, se reduce gastos como el de energa elctrica, etc.,

Que a la postre har que el molino sea ms competitivo.

Cabe recalcar que, el espacio requerido para la implementacin del

Molino de martillos es inferior al de rodillos. Aproximadamente para la

implementacin de este molino se requiere 2m2, lo que hace tambin

que se optimice el espacio dentro de la empresa.

Debido a lo antes mencionado, se escogi el molino de martillos, como

El necesario para implementarlo en la empresa Cereales la Pradera. En

los siguientes captulos se disear el molino con todos sus

Componentes.

5. ANALISIS DE RESULTADOS

La capacidad de molienda es el primer parmetro que se requiere para

El diseo del Molino. Este valor (determinado por el Gerente de

Produccin de la empresa RANCHO CANICOVA), es de 1000 Kg por

Hora, es decir, se necesita moler 22 quintales por hora para cumplir la

Demanda que tiene en la actualidad la empresa.

Si se parte de la siguiente conversin de unidades, se puede obtener

Aproximadamente cuantos granos se debern triturar por minuto para

Cumplir la capacidad requerida de molienda.

Si se tiene:

Como se puede apreciar, la cifra obtenida anteriormente es muy

Alta. Considerando que el valor recomendado para la velocidad

Angular de un molino de martillos (especificaciones y recomendaciones

De productores americanos y brasileos), oscila entre las 3000 y 3500

[Rpm], y no se quiere trabajar al lmite de revoluciones, adems de que

El trabajo del motor ser continuo, se ha escogido el valor intermedio

De 3250 [rpm]. Con este valor se puede realizar la siguiente

Operacin.

Si se divide el nmero de granos por minuto que se necesita triturar,

Para las 3250 [rpm] escogidas, se obtiene aproximadamente el

Nmero de granos que se debern partir por cada revolucin del eje del

Motor, es decir:

Con esto tenemos dos datos importantes que son:

=3250r.p.m, donde es la velocidad angular del motor. 64 granos/Rev. Que es el nmero aproximado de granos que se

Deben triturar por cada revolucin del motor.

1. Diseo de los Martillos para la Trituracin del Grano

El diseo de los martillos es fundamental en el molino, ya que esta pieza ser la que produzca la fractura de los granos de trigo al momento del choque entre ambos.

Ecuacin 1: Energa Potencial (Gere, 129)Donde mm = masa del objeto metlico 120 g

g = gravedad 9.81 m/s2

h = altura 50 cm

Reemplazado valores en la ecuacin 1, se obtiene:

2. Clculo de las Velocidades Tangenciales del Martillo (Energa cintica). (Gere, 129)Donde = Energa del trigo

= masa del trigo

V = velocidad del martilo

La ecuacin 2, se traduce como la energa del grano al momento del

Impacto con el martillo.

Si igualamos la ecuacin 1 y 2 tenemos:

, Despejando la velocidad del impacto con el martillo.

Si igualamos la ecuacin 1 y 2 tenemos:

Despejando la velocidad de Obtenemos la ecuacin 3:

Ecuacin 3: Velocidad Tangencial del extremo del Martillo

Reemplazando los valores en la ecuacin 3 obtenemos:

Ecuacin 4: Coeficiente de Fluctuacin

( Shigley pag. 1046)

Donde V = velocidad tangencial del volante, tomada como la velocidad tangencial media.

Ahora, si definimos V como se muestra en la ecuacin 5 tenemos:

Ecuacin 5: Velocidad Tangencial Media

(Hibbeler pg. 19)

Si reemplazamos la ecuacin 5 en la ecuacin 4, y luego despejamos

V2, obtenemos la ecuacin 6 que es:

Ecuacin 6: Velocidad Tangencial Final

(Hibbeler pg. 19)

El valor de Cs, para molinos de harina est entre (0.015 0.025),

(Shigley , Tabla 16.5), remplazando este valor en la frmula 6

Obtenemos:

Ecuacin 7: Velocidad Angular Final

(Hibbeler pg. 63)

De esta relacin se deduce el radio de giro, que es necesario para obtener la velocidad angular que va a tener el martillo.

Ecuacin 8: Velocidad Angular

(Hibbeler pg. 63)

Despejando el radio de giro de la ecuacin 8, obtenemos la ecuacin 9

Que es la siguiente:

Ecuacin 9: Radio de Giro

Donde Velocidad angular del motor, obtenida en la seccin 6.1 = Velaocidad con carga.

Nota: Se toma la velocidad con carga, porque es la velocidad a la que

Giran los martillos en la molienda.

Remplazando datos tenemos:

El valor de la velocidad angular es el obtenido

Ecuacin 10: Movimiento Angular Desacelerado

(Hibbeler. Pg. 668) = aceleracin angular. = Espacio recorrido por los martillos.

Despejando la aceleracin angular de la ecuacin 10, obtenemos la Ecuacin 11, que se define como:

Ecuacin 11: Aceleracin Angular

El espacio que recorre el martillo (existen 4 martillos ortogonales por

Cada disco), es de 90, por lo que tenemos:

= 90 1.5708 rad.

Reemplazando estos valores en la ecuacin 11, obtenemos:

Con el valor obtenido de la aceleracin angular, se puede calcular

la fuerza del martillo para triturar el grano, el cual es llamado:

Fuerza de Corte (Fc). La aplicacin de la fuerza de corte se puede

considerar en el extremo superior del martillo, donde existe el

Contacto, como se muestra en la figura.

Ecuacin 12: Esfuerzo Cortante

(Gere pag. 37)Donde = Fuerza Centrfuga

La fuerza centrfuga se calcula mediante la ecuacin 13, que es la

Siguiente:

Ecuacin 13: Fuerza Centrfuga (Hibbeler, pg. 136 - 137)

Donde = radio de giro = masa del martillo Reemplazado los datos se obtiene el siguiente valor:

El valor del factor de seguridad se puede obtener mediante la ecuacin

14, que es la siguiente

Ecuacin 14: Factor de Seguridad (Shigley, Pg. 333)

El valor de para el acero inoxidable 304 es de 276 Mpa.

Remplazando los valores obtenemos:

El factor de seguridad es suficiente para garantizar que no habr falla Por desgarramiento.

FALLA POR TRACCIN

El esfuerzo normal por traccin, debido a la fuerza centrfuga, se

Calcula mediante la frmula 15, que es la siguiente:

Ecuacin 15: Esfuerzo Normal (Gere, Pg. 4)

Donde = rea del seccin transversal del martillo

Remplazando datos obtenemos:

El factor de seguridad viene dado por la ecuacin 16, que es la

Siguiente:

Ecuacin 16: Factor de Seguridad para Esfuerzo Normal

(Shigley, Pg. 333)

Remplazando datos se tiene:

El factor de seguridad es alto, por lo que es suficiente para garantizar

Que no habr falla por desgarramiento.

DISEO DEL DISCO PORTA MARTILLOS

Con el diseo de los martillos que se realiz en la seccin 6.2, algunos

De las medidas para el disco se han obtenido, como por ejemplo:

El disco ser circular, porque presenta algunas ventajas con relacin a

Otras configuraciones como por ejemplo a la cuadrangular.

Las ventajas y desventajas que presenta el disco circular se detallan a

Continuacin:

Ventajas:

1. La fuerza centrfuga (radial en todo momento), coloca a los martillos en

posiciones de 90 entre s, la zona de esfuerzos es ms larga, por lo

Tanto el esfuerzo normal por traccin es menor

2. Mejores condiciones para el balanceo dinmico, ya que es circular.

Desventajas:

1. Ligeramente ms pesado que otras configuraciones, como la triangular

Y circular.

2. Requiere mayor nmero de martillos, 4 por cada disco. En la

Configuracin triangular por ejemplo, solo se necesitaran 3 martillos

Por cada disco.

A continuacin se exponen algunos datos para el disco.

Dimetro del Disco DD= 330 mm

4 agujeros (por donde pasarn los pernos porta martillos), de

dimetro de 20mm (dato obtenido a priori, que ms adelante se

Justifica

Nota: Las dimensiones y forma final del disco.

Ecuacin 17: Espesor del Disco

Hemos escogido para el factor de seguridad el valor de 2.

Remplazando los datos obtenemos el siguiente valor:

Diseo, Simulacin en Elementos Finitos del Eje Principal

Del Molino

Nota: Las dimensiones y forma final del Eje Principal y Secundario,

Se lo puede observar en el Anexo 7 y 8 respectivamente.

Simulacin en CATIA del eje principal

Simulacin en CATIA del eje principal

Detalle de la Tabla de Resultados de la Simulacin

Lo que se realiz en Katia fue simular el eje con su dimetro y largo, 2

pulgadas y 732mm respectivamente, para ver si este eje resiste el

Peso al que va a estar sujeto.

En la tabla de resultados se puede ver que el esfuerzo mximo del eje

es de 5.4MPa, dado que usamos acero AISI 304 el cual tiende un

Esfuerzo de fluencia de 276 Mpa, obtenemos un factor de seguridad de

51.11, concluimos que el eje no fallar al ser sometido a los esfuerzos

De trabajo.

Grfica de las Partes del MolinoCon todos los pesos obtenidos, se puede obtener el peso total del

Molino. Como se observa en la tabla.

Eje 1raCmara

Eje 2da Cmara

Tuerca de Ejes

Total

1

1

2

8

10

1

8

10

2

128.5

Masa Total de los Componentes Internos del Molino

Masa de los Componentes Internos y Externos del Molino

En la tabla, se muestra la masa aproximada de todos los

Componentes internos y externos del molino: peso total del molino

Pieza

Chumacera

Matrimonio

Motor

Base

Paredes

Molino

Poleas

Total

Cantidad

4

1

1

1

16

1

2

4

1

227

91

8

125.46

2

16

1

227

91

136

125.46

4

600

6.-CONSTRUCCIN DEL MOLINO

Antecedentes

En este captulo se detallar con palabras y con fotografas cada paso

Que se realiz para la construccin del molino. Como se cortaron las

Planchas?, Que piezas se tornearon?, Cuales se rectificaron?, etc., para

De esta manera tener una idea ms precisa del trabajo prctico

Realizado.

Construccin y Ensamblaje de las Piezas

Una vez que se ha determinado las dimensiones de cada parte del

Molino y simulado en Katia, se procedi a maquinar las partes.

Las primeras piezas que se maquinaron fueron los martillos. Una vez

comprada la plancha de acero inoxidable AISI 304 de 4mm de

espesor, se procedi a cortar los martillos con las dimensiones

estipuladas en los planos, por medio de una cortadora hidrulica.

Despus se procedi hacer los filos de 5mm con una cierra, para

Posteriormente realizar los agujeros de radio 10mm con torno.

Realizado todo el trabajo anterior el martillo qued como se muestra en

La figura 5:

Figura 5, Martillo Maquinado

El siguiente paso fue maquinar los Discos. Una vez comprada la

Plancha de acero inoxidable AISI 304 de 6mm de espesor, se procedi

a cortar los discos con las dimensiones estipuladas en los planos, por

Medio de oxicorte. Los agujeros de los pernos porta martillos, as como

el del eje, fueron realizados con broca. La rebaba producto del

maquinado en torno, se puli con una pulidora de mano. Una vez

Maquinado el disco, qued como se muestra en la figura 6.

Figura 6, Disco Maquinado

El siguiente paso fue maquinar los Pernos porta Martillos. Una vez

comprado un eje de acero inoxidable AISI 304 de 1 pulgada de

dimetro, se procedi a cortar los pernos con las dimensiones

estipuladas en los planos. El dimetro se lo redujo en torno, hasta que

tenga un dimetro de 9/16 de pulgada. Realizado esto, se procedi ha

maquinar la rosca, con paso fino, 2mm. Las tuercas para estos pernos

Fueron compradas en acero inoxidable. El resultado final despus del maquinado se ve en la figura 7.

Figura 7, Perno porta Martillos Maquinado

El siguiente paso fue maquinar los Ejes del Molino. Una vez comprado un eje de acero inoxidable AISI 304 de 2 pulgadas de dimetro, se procedi a cortar los ejes con las dimensiones estipuladas en los planos. El dimetro de los ejes se los redujo en torno, hasta que tenga las medidas exactas. Realizado esto, se procedi a maquinar la rosca donde se enroscar la tuerca que ajusta a los discos. La rosca es de paso fino. Las tuercas para estos pernos fueron maquinados en acero inoxidable en torno. Los chaveteros de los ejes fueron realizados en fresadora. En la ilustracin 43 se ve el resultado final una vez maquinado los ejes, y chavetas.

Figura 8, Eje Maquinado

Figura 9, Rosca, Chavetera y Chaveta del Eje

El siguiente paso fue maquinar las Arandelas de Separacin deMartillos, tuercas de los Ejes y Separadores de Discos. Una vez comprada la plancha de acero inoxidable AISI 304 de 3mm, y los ejes para las tuercas, se procedi a maquinar los dimetros de las piezas en el torno, la rebaba producto del torneado se puli con una pulidora de mano. El

Figura 10, Arandela Maquinado

Figura 11, Separador de Discos Maquinado

Figura 12, Tuerca del Eje Maquinada

El siguiente paso fue ensamblar las piezas maquinadas, como se muestra en la fotografa en las figuras 13 y 14.

Figura 13, Ensamblaje de las Masas.

Figura 14, Masas Ensambladas

Una vez maquinadas las masas de las dos cmaras, se procedi a

cortar las paredes del molino con oxicorte y las rebabas producto del

Corte, fueron retiradas con pulidora de mano, como se muestra en las

Figura 15 y 16 respectivamente.

Figura 15, Corte de las Paredes con Oxicorte

Figura 16, Corte de las Paredes con Oxicorte

Una vez cortadas se procedi hacer los huecos de 5/8 pulg para los pernos. Se decidi empernar las paredes y no soldarlas, para poder desarmarlas y de esta manera hacer un mantenimiento preventivo de las piezas internas. Adems, esto permitir cambiar fcilmente los martillos una vez que estos estn desgastados.

Figura 17, Ensamble de las Paredes

La platina de 7mm de espesor donde irn asentados los tamices, fueron soldados a las paredes del molino con electrodo X99, que es propio para acero inoxidable.

Figura 18, Soldada de la Platinas con Electrodo X9

Figura 19, Paredes Ensambladas

Despus se procedi a hacer la base del molino. Como se dijo

Anteriormente, la base del motor ha sido construida con acero UPN de

Acero al carbono y soldado con electrodo 7018.

Figura 20, Base del Molino

Nota: La base, as como tambin las paredes del molino y dems

Componentes externos, fueron pintadas en una cmara de pintura

Electrosttica.

Figura 21, Cmara de Pintura Electrosttica

Despus se procedi a maquinar las poleas del molino en torno, con las dimensiones especificadas en el plano. Los componentes extras como: chumaceras, matrimonio para la unin de los ejes y bandas fueron comprados. Con todos los componentes tanto maquinados como comprados se procedi al ensamble del molino.

Figura 22, Chumacera SKF

Figura 23, Matrimonio para Unin de Ejes

Figura 24, Eje del Motor y del Molino, unidos mediante Matrimonio

Nota: En la figura 25, se puede observar que la polea es para tres

bandas, en el espacio de al lado ir la otra polea para las 4 bandas

Restantes

Figura 25, Poleas y Bandas del molino

CONCLUCIONES

El molino est diseado para ser implementado en pequeas y Medianas empresas, porque su capacidad de molienda esModerada.

El molino est apegado a las normas internacionales de Alimentos, porque ha sido construido con acero inoxidable A304.

En el diseo del molino se ha tratado de optimizar al mximo elTamao del mismo, parar que al momento de instalarlo con todosdems componentes que tiene el molino como: tolva,Aspirador de harina, empaquetadora no requiera un espacioFsico grande. Con la construccin de un molino de granos podremos aumentar la Productividad mejorar la produccin y aumentar la competitividad de las empresas

El diseo del molino de martillos realizado, da como resultado la produccin de 10 quintales por hora de morochillo triturado, de tamao grueso y medio, siendo sta la capacidad preestablecida al inicio del proyecto Se dise los diferentes elementos mecnicos que forman parte del molino de martillos, el diseo se realiz tomando en cuenta factores econmicos, de seguridad, eficiencia y manufactura prctica.

El molino diseado en este proyecto tiene como finalidad, triturar granos para consumo animal; no est apto para consumo humano; si se desease utilizar para consumo humano se debera utilizar acero inoxidable como material primordial en su construccin.

Se pondr en prctica todos los conocimientos adquiridos en el aula

RECOMENDACIONES

Para que la productividad y rendimiento del molino no disminuya, se recomienda estar atento al desgaste de los componentes Internos, principalmente de los martillos.

Se recomienda hacer un mantenimiento preventivo,principalmente con lo referente a bandas y engrase de los Rodamientos.

Para que no exista sobrecarga de granos en las cmaras, hay que implementar un dosificador despus de la tolva.

Cada semana hay que hacer una limpieza de los tamices de las Dos cmaras, para que el material triturado fluya constantemente y sin problemas.

Se recomienda estar atento al desgaste de las piezas internas del molino, ya que esto puede provocar que el molino se Desalie o desbalance produciendo daos.

Los operarios del molino deben trabajar con protectores auditivos, ya que el ruido que produce el motor supera Altsimamente los valores estipulados para el ser humano, lo que puede provocar serios problemas auditivos Para el diseo de los elementos del molino de martillos se estableci un factor de seguridad mnimo de 3; para produccin a gran escala de molinos de martillos, se recomienda que el factor de seguridad de los elementos diseados se reduzcan a 3, esto ayudara a minimizar costos de produccin. La trituracin de granos secos, genera determinada cantidad de harina, la misma que no siempre es aprovechada al mximo; por lo cual se recomienda implementar un sistema de absorcin de harina, que puede ser acoplado al motor del molino.