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Lavadora de quinua para obtener un proceso terminado óptimo en el cantón Saquisilí Provincia de Cotopaxi Alexis Agualongo1, Stalin Álvarez2, José Chiguano3, Stalin Oña4 Ingeniería Electromecánica, Universidad Técnica de Cotopaxi. Latacunga, Ecuador [email protected],

Resumen Con este proyecto se trata de conseguir un proceso adecuado para el lavado de quinua, que consiste en desprender las impurezas y la capa que recubre al grano, las mismas que no son aptas para el consumo humano necesita ser lavado antes de ser cocinado porque de forma natural, contiene sustancias tóxicas, que al ser ingeridas, puede ser perjudicial para la salud, además se proporcionará una mayor producción con este proceso, basado en un motor I2 SIEMENS, el cual funcionará acoplado al eje del motor, mediante un eje de aspas metálicas este tipo de grano se comercializará a nivel de toda la provincia de Cotopaxi, así este prototipo ahorrará mayor tiempo posible ya que este proceso aún se lo realiza a mano, utilizando grandes cantidades de agua, mediante este prototipo ya no habrá desperdicios de agua, se garantiza una eficaz distribución del producto hacia los consumidores. Palabras Clave: Implementación, lavado, proceso, quinua, sistema.

Abstract This project aims to achieve an adequate process for the washing of quinoa, which consists of removing impurities and the layer that covers the grain, which are not suitable for human consumption needs to be washed before being cooked because natural, contains toxic substances, which when ingested, can be detrimental to health, in addition will provide greater production with this process, based on a SIEMENS I2 engine, which will work coupled to the motor shaft, using a shaft of metal blades This type of grain will be marketed throughout the province of Cotopaxi, so this prototype will save as much time as possible since this process is still done by hand, using large amounts of water, through this prototype there will no longer be waste of water. guarantees an effective distribution of the product to consumers. Keywords Implementation, washing, process, quinoa, system.

principales

INTRODUCCIÓN En las grandes industrias alimenticias, se requieren altos estándares de calidad ya que en los alimentos deben estar completamente limpios de cualquier impureza, ya que esto puede afectar a la entidad productora, para esto se lleva a cabo un proceso de lavado eficiente que no emplea sustancias químicas añadidas al producto. Actualmente en el Ecuador se ha identifica que la quinua contiene propiedades nutritivas, con lo cual su producción y obtención es de mayor demanda,

a

base

de

distintos

productores

de

este

superalimento son Bolivia, Perú y Ecuador, cada vez son más los países que se lanzan a cultivar quinua, debido que es uno de los alimentos más sanos que

existen,

y

componentes

posee

varios

nutricionales.

Este

pseudocereal necesita ser lavado antes de ser cocinado porque de forma natural, contiene un compuesto tóxico llamado saponina, que si ingerimos en grandes cantidades puede ser perjudicial para la salud. (WAYOOK, 2016) Por lo cual se necesita de un sistema el

mecanismos se puede optimizar su

cual

adquisición, a través de un mecanismo

terminado de manera más eficiente y

poli funcional, con lo cual se podrá

con un ahorro de tiempo del mismo,

desprender

debido a ello se toma como idea una

las

contaminantes

que

abarca el producto. Al iniciar el

proyecto en una zona

pequeña del país respecto a las necesidades del cantón Saquisilí debido a que existe gran demanda de productos agrícolas que se distribuyen hacia gran parte del país, uno de estos productos es la quinua por lo cual los productores necesita una manera de obtener más rápido el proceso de producto terminado ya que se demora y es muy laborioso el obtener su producto terminado; La

ayude

a

tener

el

producto

lavadora ya que se ha observado modelos similares para otros tipos de granos secos por lo tanto se decide realizar un análisis para una lavadora de quinua la cual ayudaría tener una mayor cantidad de producto. La lavadora es un sistema electromecánico el cual se lo puede utilizar en varios ámbitos sean estos en el hogar o en la industria. Debido a ello se quiere lograr obtener el diseño de un mecanismo el cual ayude con el objetivo deseado.

quinua procede de la familia de los

Lavadora, Es un equipo que facilita el

cereales y proviene principalmente de la

lavado, propulsados por un motor

cordillera de los Andes. Aunque los

eléctrico, es el principio que favorece el

lavado en estas máquinas que apenas

demandas del mercado de la quinua,

superan

para avalar la comercialización de

el

siglo

de

existencia.

(ECURED.CU, 2019)

sugerido producto.

Mediante esta información obtenida se

Mediante éste sistema electromecánico

empezará un estudio realizando un

que

análisis de un sistema ideal para lograr

industriales, se aplica en el ámbito

alcanzar el resultado deseado lo cual

agroindustrial empleando el mecanismo

ayudará a diseñar el sistema definitivo,

para obtener quinua apta para el

teniendo en cuenta la factibilidad del

consumo, el cual ayudará a reducir

estudio evidenciando eficiencia del

tiempo y costo en dicho tratamiento. El

mecanismo a desarrollar y tiempos de

sistema está diseñado de siguiente

lavado que adquiere la quinua para la

manera, compone con un eje central,

salida a la venta al mercado.

conectado al eje del motor a través de

brinda

ayuda

a

procesos

bandas con un eje que tiene aspas metálicas que están separadas 10 cm y METODOLOGÍA

con una longitud 1.5 m que cuenta con grandes

una armazón diseñada con láminas de

maquinarias que ayudan con el proceso

acero inoxidable de 3mm, que gira con

de productos agrícolas a nivel nacional,

la fuerza de un motor IE2 SIEMENS,

los

que trabaja a un voltaje de 220 y 380V

En

el

Ecuador

mismos

existen

que

cumplen

ciertas ser

por consiguiente opera con un alto

consumidos, debido que la quinua posee

rendimiento y adaptabilidad a todo tipo

un componente tóxico el cual se elimina

de

mediante tres formas una en particular

prácticamente en todos los sectores de la

el lavado, otra es en seco consta de

industria, el cilindro está constituido en

eliminación de cáscara por fricción y

su estructura interior por aspas, estas

por medio de calor funciona pre

sirven para desprender las bolsas que

tostando

posee la quinua en el momento de

condiciones

el

a

la

grano,

hora

de

posteriormente

realizar un cepillado.

decide realizar diseñar un sistema que permita lavar la quinua con un proceso de tipo agroindustrial debido a las

son

utilizados

funcionamiento, también constara con mallas

Después del análisis minucioso se

ambiente,

de

diámetro

de

1,5

mm

eliminando impurezas inferiores al grano, Por consiguiente tendrá un ingreso para el flujo de agua, el cual

estará controlado de sensores de tiempo,

quinua está compuesto de 31% de

velocidad, temperatura y nivel de agua,

oleico, 45% linoleico, 2.7% linolenico y

este proceso generará una fuerza

el restante compuesto de acidos grasod

centrífuga ejerciendo presión sobre la

de 16, 20 y 22 carbonos. Para la

quinua

extracción de aceite en frío se están

permitiendo

una

mejor

eficiencia en el sistema, con botones de

desarrollando

mando lo cuales darán inicio, controlará

extrusores o expeller. Sin embargo, en

nivel de agua y un botón de paro cuando

la actualidad normalmente la extracción

haya complicaciones ya que también

de aceite se realiza por medios

deben tener las protecciones adecuadas

químicos, utilizando solventes como el

para no dañar el material electrónico

hexano. (Ana Moreno, 2013)

habiendo

caídas

de

tensión

o

sobrecargas, también para la instalación de ingreso de agua al sistema se optará por poner tubería plástica de 1 pulgada para que el flujo no exceda niveles de agua, que se puede controlar el caudal determinando el tiempo de demora en la producción después se procede a un secado de la misma mediante zaranda (material de dimensiones planas

con

pequeños huecos que sirve para separar arena, residuos de polvo o impurezas de tamaño inferior al requerido) de acero

equipos

denominados

Siguiendo con el proceso para obtener una excelente calidad en nuestro producto se empleará un selector de granos,

es

un

sistema

permitirá

clasificar los granos de quinua mediante el color, éste posee impurezas de mismas dimensiones, pasarán mediante una banda llevándolo a través de una cámara de alta resolución que permita identificar los granos negros o basuras, esto se lo realizara mediante el disparo de chorros de aire comprimido el cual facilitara la selección del mismo.

inoxidable, por un determinado tiempo para continuar con el siguiente paso En

Esto

se

logrará

mediante

una

base húmeda, la quinua muestra un

programación el cual al evidenciar un

contenido de aceite en el rango de 1.8 a

código de colores delante de la cámara

9.5%, con un valor promedio de 5.8%.

de un pulso de activación hacia el chorro

El aceite está concentrado en el germen,

de aire comprimido para q realice la

el cual representa el 25 a 30% del peso

selección en el punto cuando pase por

del grano. La remoción del endospermo

los chorros de aire, pero así se realizará

permite obtener una fracción que

una limpieza más correcta a los granos

contiene 19% de aceite. El aceite de

de quinua posterior haber sido lavadas.

dimensiones del grano de quinua. El

RESULTADOS Teniendo en cuenta la información del motor se tiene que un motor no debe superar los 40℃ y en una altura especifica por lo tanto el motor deberá operar a una carga menor a la nominal ya que ha mayor altitud se tendrá un

agua el cual promueve la corrosión en cualquier metal debido a ello se ha decidido trabajar con un metal el cual resista las condiciones mencionadas por lo tanto se decide diseñar en acero inoxidable para la estructura interna del mecanismo

menor flujo de aire.

mientras

que

para

la

estructura externa o armazón que Mediante un software de dibujo asistido

soportara todo el sistema será de metal.

por computadora logramos diseñar un sistema el cual nos permita lavar la quinua de manea optima siempre teniendo en cuenta las dimensiones tanto del mecanismo como las del grano debido a que es pequeño por tal motivo se implementa mallas de 1.5mm de separación entre sí para separar los residuos posteriores al lavado así realizando

un

mejor

trabajo

el

Adicional para mejorar el rendimiento del mecanismo se implementa el un selector de granos posterior a ser lavados el cual se lo realizará mediante la aplicación de una cámara de alta resolución dicho proceso se llevará a cabo mediante una banda y al identificar un grano negro o basura lo desechará de tal manera solo pasara el producto el cual es apto para la venta con este

mecanismo.

análisis este proceso se lo llama selector óptico. Respecto a la entrada de agua se tendrá una manguera la cual permita el flujo de agua la cual va a estar controlada por un sensor de nivel de agua respecto a lo que se lo ajuste mientras que al desfogue de Figure 1Plano del sistema con mediadas

agua se utilizará con manguera anillada de pulgada y media por la cual saldrá el

Además del diseño se debe considerar la estructura

y

composición

del

mecanismo teniendo en cuenta varios factores como son el agua y las

agua posterior lavado realizado. Respecto a la parte de control se utilizará un botón de encendido el cual

ayudará a dar el arranque a la maquina

este punto para lograr una conexión

constando también con sensor de

trifásica a 220v se deberá implementar

niveles de agua y un regulador de

un variador de frecuencia.

velocidad respecto al peso que se ingresa en el mecanismo esto siempre teniendo un botón de paro o apagado si ocurre algún accidente.

La selección del motor dependerá de muchos factores tanto como en el medio donde se instale zonas cálidas, húmedas o secas para evitar un bajo rendimiento

Este sistema es diseñado con el fin de

a causa de pérdidas que pueden existir

reducir tiempo de lavado y el reducir

en las bobinas del motor ya sea por la

mano de obra para que exista mayor

humedad, agua o él polvo que exista

ganancia durante la realización de este

dentro del motor.

proceso debido a que es un mecanismo automatizado el cual no hará que intervenga en gran cantidad la fuerza humana.

El acero inoxidable nos ayuda al aportar una mayor ventaja como la máxima higiene,

menor

adherencia

de

la

suciedad y agentes externos, tiene un menor porcentaje de mantenimiento y una gran estética en el momento de la producción

y el

ensamblaje.

Las

DISCUSIÓN

construcciones de las aspas en material

Con este sistema diseñado se obtiene

de acero inoxidable serán más eficaces

conocimiento tanto de electrotecnia y de

respecto al movimiento producido por

una parte de la agroindustria el cual se

el motor ya que el espesor es solo de 3

intenta obtener de manera efectiva el

mm suficiente para moldearse y no

producto terminado, optimizando el

partir al grano en comparación si

lavado mediante una automatización de

utilizamos un espesor más elevado será

un proceso que se lo realiza con fuerza

muy brusco a la hora del giro del motor

humana.

con el eje de las aspas, con lo cual no tendríamos un rendimiento óptimo y

Mediante un análisis se debe tener en cuenta en las instalaciones eléctricas del sitio donde va a operar, debido a que los motores operan 220v sea que esté en bifásica o trifásica teniendo en cuenta

eficaz. El volumen del cilindro donde alojará el grano de quinua dependerá de la cantidad de grano que se desee introducir y la potencia de salida del motor para evitar sobrecalentamiento y

destrucción del esmalte que recubre las



Esta máquina aparte de ofrecer

bobinas con el tiempo. La bancada

mayor velocidad en el proceso de

deberá ser de acero para soportar la

terminado del producto, reducirá de

carga que tendrá del cilindro y tener una

gran manera el uso del agua por lo

buena estabilidad y evitar accidentes a

cual también contribuirá con el

la hora de trabajar ya que esto dependerá

medio ambiente que es lo que

de las vibraciones que genera el eje con

muchas empresas buscan en la

aspas de acero inoxidable.

actualidad.

CONCLUSIONES 

El sistema tendrá una eficiencia

BIBLIOGRAFÍA

óptima en su funcionamiento debido a las características que dicho motor posee, también teniendo en cuenta el diseño ya que se han tomado medidas respecto al tamaño del grano en base al diseño del sistema ya mencionado mediante el ojo óptico. 

La máquina lavadora de quinua tendrá un gran impacto en la sociedad agrícola, debido a que no existen en el mercado máquinas similares a esta.



Los

agricultores

se

verán

beneficiados de gran manera debido que, al agilitar el proceso de terminado del producto, este saldrá con mayor velocidad a la venta lo cual

aumentará

monetarios.

sus

ingresos

Ana Moreno, L. S. (15 de Agosto de 2013). energypedia. Obtenido de https://energypedia.info/images/e/e 1/Maquinaria_para_Quinua.pdf ECURED.CU. (15 de Enero de 2019). www.ecured.cu. Obtenido de https://www.ecured.cu/Lavadora WAYOOK. (07 de Noviembre de 2016). www.wayook.es. Obtenido de https://www.wayook.es/blog/trucos -de-limpieza/como-lavar-la-quinoa/