Diseño de Una Planta Deshidratadora de Banano Usando Secador de Gabinetes para La Producción de Harina
Diseño de Una Planta Deshidratadora de Banano Usando Secador de Gabinetes para La Producción de Harina
Diseño de Una Planta Deshidratadora de Banano Usando Secador de Gabinetes para La Producción de Harina
Alex Paul Sucunuta Lozada(1)Nelson Jacinto Plas Cedeo(2) Facultad de Ingeniera en Mecnica y Ciencias de la Produccin (1) (2) Escuela Superior Politcnica del Litoral (1) (2) Campus Gustavo Galindo, Km 30.5 Va Perimetral, Apartado 09-01-5863. Guayaquil, Ecuador (1) (2) asucunuta@gmail.com (1) pluas_nelson@iiasacat.com (2)
Resumen
La tesis se bas en el diseo de una planta deshidratadora de banano con secador de gabinetes para la produccin continua de 20 toneladas de harina, sin descuidar las propiedades organolpticas del banano. Para lograr estos objetivos se disea el galpn, tinas de lavado, bandas transportadoras, mquina cortadora, cmaras de secado y tolva; adems se selecciona el molino de martillos, equipos de separacin y el transportador de cangilones. La produccin de harina de banano comienza con el acopio de banano de rechazo proveniente de fincas cercanas, despus de una seleccin y lavado en tinas, se procede descortezarlo en forma manual. El troceado del banano se lo realiza en forma de dados, para disponer de una mayor superficie de deshidratacin, logrando de esta manera una mayor eficiencia en el proceso del secado. El tratamiento qumico que se realiza despus del proceso de troceado es para evitar que el banano se oxide y de esta manera obtener una harina de color blanca en el proceso de molido. Se selecciona el secado por gabinetes, el cual nos permite secar grandes cantidades de banano en cada tanda. Con el diseo de esta planta se alcanzan bajos costos de mantenimientos y operacin, optimizacin de la materia prima y la obtencin de un producto final de alta calidad, todo esto con un cumplimiento estricto de las normas de sanidad y las buenas prcticas de manufactura. Palabras Claves: Harina de Banano, Planta Deshidratadora de Banano, Secador de Gabinetes, cubos de banano.
Abstract
This work is based on the design of a banana-dehydration plant fitted with a dryer cabinet for the continuous production of 20 tons of flour, without affecting the organoleptic properties of the bananas. In order to meet these requirements, various plants components were designed: wash tubs, conveyors belts, slicing machine, drying chambers, a hopper, as well as the enclosing structure. Additionally, the hammer mill, separating equipment and bucket conveyor were designed. Production of banana flour begins with the collection of rejected bananas from nearby farms, followed by a selection and washing in tubs. Bananas are then manually peeled off. In order to increase drying surface, bananas are sliced in dice form, thus, achieving a greater drying efficiency. A chemical treatment is performed right after the slicing process to prevent the bananas from oxidizing, producing white flour after milling. Drying cabinets were selected to allow drying large quantities of bananas in each batch. This type of plant design leads to low maintenance and operating costs, as well as optimization of raw material and production of a high quality final product. All this is achieved with a strict adherence to health standards and good manufacturing practices.
.
Keywords: Banana Flour, Banana Dehydration Plant, Cabinet Dryers, Banana dices.
Introduccin
El banano es la fruta tropical que ms se cultiva en el pas y tiene mltiples usos en la industria alimenticia, siendo su principal aplicacin la exportacin para su consumo fresco al natural. La produccin de harinas es un proceso sencillo y de bajo costo que permite obtener productos con mejores caractersticas de almacenamiento ya que al disminuir la actividad acuosa, permite la conservacin a temperatura ambiente en un empaque adecuado. La produccin de harinas de banano requiere equipo sencillo y puede aplicarse con el excedente de produccin o la fruta de rechazo. La gran mayora de las empresas dedicadas a la produccin de harina de pltano o banano utilizan procesos poco eficientes y que implican un alto costo de produccin, estas utilizan secadores y moliendas artesanales las cuales dependen de muchos factores para su funcionamiento entre estos estn la dependencia de muchas personas y los bajos grados de salubridad. El principal objetivo de disear una planta deshidratadora de banano para la produccin harinera es disminuir significativamente los costos de produccin mediante una optimizacin de los recursos, aumentando la cantidad y calidad del producto y satisfaciendo la creciente demanda de alimentos en el mercado mundial.
Figura 1.1 Banano de rechazo En la actualidad se est generando un sentimiento de conciencia sobre los daos en el medio ambiente por medio de la agricultura no responsable. A continuacin se muestra la tabla 1.1 con el destino nacional del banano entre los aos 1987 -2007. Tabla 1.1 Destino Nacional Banano 1987 2007.
Destino exportaciones consumo humano interno consumo animal industria desperdicios Produccin total Promedio anual 79,11% 3,51% 3,05% 3,88% 10,45% 100% Promedio toneladas 4'966.732 220.366,95 191.486,95 243.596,51 656.078,24 6'278.260,65
minimizando los costos de produccin y sobre todo que responda a las necesidades requeridas por la empresa.
Una vez alcanzada la humedad requerida, se proceder a moler los trozos de fruta hasta alcanzar la granulometra requerida, obteniendo de esta forma la harina.
3.8. Envasar.
Despus de la obtencin de la harina, se la envasa en las diferentes presentaciones que demande el mercado. Una vez terminado el proceso, el producto final tiene la siguiente apariencia.
3.1. Clasificacin.
Despus de adquirir la fruta se seleccionar, pues para la produccin de harina se emplearn frutas verdes (bananos de rechazo). Despus de seleccionada la fruta se la separa en formas de manos para en lo posterior proceder a separarla en forma de dedos.
3.2. Lavado.
Dado que la fruta de rechazo es contaminada con desperdicios de otras frutas, se la debe sumergir en una tina de lavado con 10 ppm. de cloro para sacar todo agente contaminante.
3.6. Secar.
En este proceso las bandejas son ingresadas al secador donde la temperatura alcanzada ser de 6075C, para de esta manera disminuir la humedad de la fruta al 10% o menos.
3.7. Moler.
5. Conclusiones.
Es ta planta de harina de banano necesita de 45 toneladas de banano de rechazo cada 24 horas, para esto se necesita un mutuo acuerdo entre la fbrica, propietarios de hacienda y transportistas. Adems se necesitara captar el inters de las fincas cercanas con un buen precio por el rechazo. Es necesario al menos 35 fincas de 50 hectreas para cumplir la capacidad establecida. La cantidad de mano de obra de la planta es de aproximadamente 63 personas, este nmero incluye el personal designado para la recepcin, limpieza, descortezado, llenado de bandejas y acomodadores de mdulos en la cmara de secado. Cabe recalcar que 56 personas tendrn como objetivo descortezar 45 toneladas de banano en 4 horas o menos, luego se los emplear en la llenada de bandejas y la posterior acomodada de mdulos. La planta constar con dos mquinas productoras de cubos de banano, las cuales estn diseadas para abastecer de 30 toneladas de cubitos de banano cada una a las tinas de bao de sulfitos. Cabe recalcar que dichas mquinas cubicadoras funcionarn por un lapso de 4 horas cada da lo cual es muy conveniente para su inspeccin y mantenimiento semanal. La s cmaras de secado tendrn capacidad para 5 toneladas de cubitos de banano distribuidos en 60 mdulos de 22 bandejas cada uno. El objetivo de cada cmara es reducir la humedad inicial del 76% a una humedad final del 8%, para esto se realizarn 4 pasadas de aire caliente a un promedio de 90C con el fin de retirar 17 grados de humedad con cada pasada. Cabe indicar que al final de cada pasada se inyectar media hora de aire fresco con la finalidad de que se homogenicen las temperaturas en los cubitos y no se produzca la gelatinizacin del ltex propio del banano. El intercambiador diseado para proveer de
aire caliente a la cmara es de contraflujo sin flujos mezclados de un solo paso y con disposicin de tubos en forma escalonada. Este consta de 48 tubos de 76.2 mm de dimetro (3 pulgadas) y 1500 milmetros de longitud.
Pa ra un funcionamiento ptimo de la cmara de secado, se incluy un sistema de extraccin del aire caliente, este sistema tiene la propiedad de estar sobredimensionado con el objetivo de causar un efecto de levitacin de los cubitos y de esta manera lograr una mayor remocin de la humedad a travs de un mejor flujo de aire entre los cubos.
Es ta planta productora de harina de banano funcionar las 24 horas del da durante los 365 das del ao, las mquinas estn diseadas para su uso ininterrumpido. Se recomienda la inspeccin semanal y el mantenimiento mensual de cada una de las mquinas que componen la lnea de produccin.
Pa ra el diseo integro del galpn, el bastidor principal de las bandas transportadoras, el bastidor principal de la cubicadora y el diseo total de la tolva se utiliz el software SAP 2000 versin 9.
Pa ra la molienda de granos el molino de martillos es el ms adecuado por su facilidad de operacin, construccin, instalacin y mantenimiento sencillo.
Ca mbiar las cuchillas del molino de martillos por mantenimiento 1 vez al ao, debido a que este es el tiempo de vida promedio para las cuchillas de acero inoxidable.
[2]. ROBERT NORTON, Diseo de Maquinaria, Segunda Edicin, Editorial McGraw-Hill, 2000. [3]. VARGAS ANGEL, Montaje de Maquinaria Industrial, Tomo I, Editorial Series VZ. [4]. JAMES SHACKELFORD, Ciencia de Materiales para Ingenieros, Tercera Edicin, Editorial Pretince Hall, 1994 [5]. WALAS STANLEY, Chemical Process Equipment- Selection and Design, ButtermanHeinemam Series, 1990 [6]. SHIGLEY JOSEPH EDWARD and MISCHKE CHARLES, Diseo en Ingienera Mecnica. Quinta edicin 1999. McGraw Hill Interamericana de Mxico, S.A. de C.V [7]. ABARCA LUIS, Diseo de una Trituradora de Martillos para Reciclar Botellas (Tesis, Facultad de Ingeniera en Mecnica y Ciencias de la Produccin, Escuela Superior Politcnica del Litoral, 2009) [8]. JOS SPER BERNAL, Diseo de una Planta Deshidratadora de Banano usando Secador Rotatorio (Tesis, Facultad de Ingeniera en Mecnica y Ciencias de la Produccin, Escuela Superior Politcnica del Litoral, 2009). [9]. Apuntes de clase del Ing. Marcelo Espinosa Luna, materia Secado y Almacenamiento de Granos