DISEÑO DE MAQUINARIAS FRIEDMAN 1013 GOMEZ

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(
Diseño de Maquinarias
)UNIVERSIDAD NACIONAL DE L CENTRO DEL PERÚ
Facultad de Ingeniería en Industrias Alimentarias
La industria de alimentos busca que los procesos sean realizados en poco tiempo, poco manipuleo del producto y así disminuir los riesgos de contaminación. El objetivo de toda industria es maximizar rendimientos y así obtener productos de calidad estándar. Al automatizar los procesos productivos se obtiene mejores rendimientos. Es por eso que la industria siempre demanda nuevas máquinas que optimicen sus procesos.
El ajo es un condimento natural y forma parte de los hábitos alimentarios de muchas culturas. Debido a que el ajo puede conservarse desde su cosecha hasta ocho meses sin necesidad de frio existe oferta todo el año. La principal actividad industrial se halla en la fabricación de pasta de ajo seguida de ajo deshidratado. La industria se ve afectada por el alto costo de pelar ajo a mano, por lo que se han buscado soluciones a estos problemas mediante el remojo de ajo para facilitar su pelado, pero el ajo pelado por vía seca conserva mejor su sabor y aroma.
La importancia de diseñar una máquina capaz de pelar ajo eficientemente es lograr beneficios a nivel industrial, este tipo de máquinas perfecciona los trabajos en los que una acción manual es sustituida con el objetivo de abaratar costos, ahorrar esfuerzos humanos y tiempo. Incorporar y materializar diseños de máquinas agro-industriales no es sencillo pero se vuelve crucial en la automatización de procesos. La importancia de las máquinas en la producción es indiscutible e inmensa.
Teniendo como objetivo:
· Diseñar una máquina peladora de ajo (Allium sativum) a nivel industrial.
I. TÍTULO 
DISEÑO DE UNA MÁQUINA PELADORA DE AJO (Allium sativum).
II. RESUMEN
El ajo pertenece a la familia de liaceae del genero Allium y la especie sativum, siendo su nombre botánico Allium sativum. Es una planta perenne, de raíz bulbosa compuesta de 6 a 12 dientes de ajo unidos a una película, al conjunto de dientes unidos se le denomina cabeza de ajo. Los dientes o bulbillos están cubiertos por una capa (túnica) delgada blanca y a veces rojiza. Los ajos se siembran preferiblemente en suelos francos Arcilloso con temperaturas de 10-34 grados centígrados, a 600-3500 m.s.n.m Los ajos se dividen en ajos blancos y ajos rosados; los blancos son más resistentes que los rosados (ASFE 2006).
El pelado en la industria alimentaria se aplica sobre verduras con el fin de mejorar su aspecto. Al llevarse a cabo, se procura reducir al máximo los costes minimizando la superficie de alimento eliminado, los gastos energéticos y de mano de obra. Al finalizar el proceso, el alimento debe quedar en perfectas condiciones estéticas y sin daños en su estructura. Para llevar a cabo el pelado de los alimentos se suelen seguir cinco métodos diferentes: pelado al vapor, pelado a cuchillo, pelado por abrasión, pelado a la llama, pelado cáustico y el pelado mecánico. Es así el método que se va aplicar es el pelado mecánico. 
III. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN
· ¿Se puede obtener bulbo de ajo (Allium sativum) por medio de un pelado mecánico?
IV. JUSTIFICACIÓN
En la ingeniería de industria alimentaria es de especial importancia que los procesos de transformación sean efectuados en el menor tiempo posible, mínimo el manipuleo del material y los riesgos de contaminación, máxima la capacidad o rendimiento en cada operación y la obtención de un producto de calidad estándar. Todo esto está relacionado con la mecanización del proceso y de ser posible efectuarlo en todas las operaciones que intervienen en el proceso.
El proceso de pelado es un proceso importante dentro de la industria alimentaria ya que de ésta dependen la eficiencia de los demás procesos, además de garantizar la eficiencia y calidad, los menores daños en la estructura, para ello el desarrollar el diseño de una máquina peladora garantizara la eficiencia del proceso, la realización de un proceso rápido ahorrando costos, además se obtendrán productos sin un manipuleo excesivo del personal por ende el proceso será más eficiente e inocuo.
La tendencia actual en la moderna industria de alimentos es mecanizar todas las operaciones a fin de tener un control total en todas las variables del proceso y llegar a obtener un producto final de la máxima calidad al costo más bajo.
En base a los requerimientos del mercado nacional y mundial de la industria del procesamiento del ajo (Allium sativum) se pretende mejorar los procesos de pelado, ampliar y estandarizar los procesos de industrialización del ajo, desarrollando técnicas de conservación en fresco para ampliar la temporada de oferta.
Además el Perú es un buen productor de ajo (Allium sativum), ya que se encuentra ampliamente distribuida en el país, especialmente en los valles interandinos donde ha encontrado condiciones adecuadas para su establecimiento. La oferta y demanda del ajo (Allium sativum) es creciente ya que es un producto culinario de uso obligado en la industria y también como un antimicrobiano natural en los alimentos. Sele consume al estado fresco o procesado (SHIGLEY, 1990).
V. HIPOTESIS
Al realizar una máquina peladora de ajo (Allium sativum) el tiempo del proceso será menor y se disminuirá la contaminación cruzada.
VI. IMPACTO ESPERADO
La adaptación de la máquina peladora de ajo (Allium sativum) será de gran importancia ya que se lograra tener una perspectiva de todos los manejos y del funcionamiento del mismo.
Además los productores de ajo serán los principales beneficiarios ya que se dará una tendencia positiva a industrializar el ajo mediante un pelado mecánico y los pequeños productores de ajo tendrán la posibilidad de vender sus productos directamente a empresas dedicadas a procesar este producto y de esta manera se lograra contribuir con los agricultores teniendo ellos una mejor calidad de vida al expender de manera segura sus productos a las agroindustrias.
VII. MARCO TEÓRICO
7.1. El ajo:
El ajo, procedente del centro y sur de Asia desde donde se propagó al área mediterránea y de ahí al resto del mundo, se cultiva desde hace miles de años. Unos 3.000 años a. c, ya se consumía en la India y en Egipto. 
7.2. Taxonomía de ajo:
Familia: Liliaceae, subfam. Allioideae.
Nombre científico: Allium sativum L. 
Planta: bulbosa, vivaz y rústica. 
Sistema radicular: raíz bulbosa, compuesta de 6 a 12 bulbillos (“dientes de ajo”), reunidos en su base por medio de una película delgada, formando lo que se conoce como “cabeza de ajos”. Cada bulbillo se encuentra envuelto por una túnica blanca, a veces algo rojizo, membranoso, transparente y muy delgado, semejante a las que cubren todo el bulbo. De la parte superior del bulbo nacen las partes fibrosas, que se introducen en la tierra para alimentar y anclar la planta. 
Tallos: son fuertes, de crecimiento determinado cuando se trata de tallos rastreros que dan a la planta un porte abierto, o de crecimiento indeterminado cuando son erguidos y erectos, pudiendo alcanzar hasta 2-3 metros de altura. Dependiendo del marco de plantación, se suelen dejar de 2 a 4 tallos por planta. Los tallos secundarios brotan de las axilas de las hojas. 
Hoja: radicales, largas, alternas, comprimidas y sin nervios aparentes. 
Tallo: asoma por el centro de las hojas. Es Hueco, muy rollizo y lampiño y crece desde 40 cm a más de 55, terminando por las flores. 
Flores: se encuentran contenidas en una espata membranosa que se abre longitudinalmente en el momento de la floración y permanece marchita debajo de las flores. Se agrupan en umbelas. Cada flor presenta 6 pétalos blancos, 6 estambres y un pistilo (BALVIN, 1991). 
Figura 1. Ajo
7.3. Variedades de ajo:
Existen fundamentalmente dos:
· Ajos blancos: son rústicos, de buena productividad y conservación. Suelen consumirse secos. 
· Ajos rosados: poseen las túnicas envolventes de color rojizo. No se conservan muy bien. Son más precoces que los blancos. 
La casi exclusiva multiplicación por bulbillos confiere al ajo una gran estabilidad de caracteres, lo cual explicael número limitado de variedades botánicas cultivadas, siendo la Blanca o común la que prevalece en todos los países. El ajo blanco es tardío, rústico, de buena productividad y excelente sabor (BALVIN, 1991).
El ajo además de ser un condimento indispensable en la cocina popular, constituye la base de determinadas especialidades culinarias, que cada día tiene más adeptos. 
El ajo se aprovecha fundamentalmente de las siguientes formas: 
· Consumo de bulbos semisecos o secos. 
· Consumo en forma de ajo deshidratado. 
· En especialidades farmacéuticas. 
· Consumo en verde (ajetes). 
· Otros usos (encurtidos, ornamentales, etc.). 
A nivel mundial hay un incremento tanto en superficie como en producción, derivada de la divulgación de las excelentes cualidades del ajo para la salud (FAO, 2008).
Tabla 1: Producción de ajos a nivel mundial 
	
PAISES
	
PRODUCCIÓN DE AJOS AÑO 2002 (TONELADAS)
	China
	8694,006
	India
	496,800
	Estados Unidos
	256,280
	Egipto
	215,420
	Rusia
	198,000
	España
	177,000
	Ucrania
	135,000
	Argentina
	126,178
	Tailandia
	126,000
	Brasil
	113,459
	Turquía
	110,000
	Corea
	85,000
	Myanmar
	82,187
	Rumania
	75,000
	Irán
	70,000
	Perú
	62,936
	Pakistán
	56,500
	Indonesia
	56,000
	Bangladesh
	41,000
Fuente: FAO (2008).
7.4. Producción nacional de ajo:
Principales Zonas de Producción y Rendimiento (2010): Arequipa (14 TM/Ha), Lima (7 TM/Ha), Cajamarca (5 TM/Ha), La Libertad (9 TM/Ha), Junín (8 TM/Ha), Ayacucho (5 TM/Ha).
Tabla 2: Producción de ajos en el Perú (2009)
Fuente: Ministerio de Agricultura (2010)
Estaciones de producción de ajos en el Perú (2010)
Tabla 3: Producción de ajos en el Perú 
Fuente: Ministerio de Agricultura (2010)
7.5. Valor nutricional del ajo:
Tabla 4: Valor nutricional del ajo
Fuente: FAO (2008).
Propiedades y Usos:
Una de las propiedades más relevantes del ajo es la regulación del metabolismo de las grasas y la reducción del colesterol y del azúcar en la sangre. El consumo diario de uno o dos dientes de ajo en crudo reduce un 10% la tasa de colesterol negativo y aumenta el colesterol positivo. Es rico en aminoácidos esenciales, minerales, vitaminas B6 y C, azúcares como fructuosas y glucosa, entre otros. Además contiene fósforo, silicio, azufre, y otros oligoelementos que lo hacen sumamente benéfico para el tratamiento de las enfermedades asociadas al envejecimiento.
7.5.1. USOS TERAPEÚTICOS
La permanencia en el tiempo del ajo se sostuvo, seguramente, por sus efectos preventivos de distintas enfermedades y por sus propiedades terapéuticas de lo que han dado cuenta numerosos estudios e investigaciones realizados sobre este vegetal. Actualmente, esta situación se fortalece por dos circunstancias en auge relacionadas con la nutrición y la salud. 
7.6. PROCESO DE PELADO 
Figura 2: Importancia del Proceso de Pelado
7.6.1 Métodos de Pelado
· Pelado manual 
· Pelado mecánico
· Pelado térmico
· Pelado químico
7.6.2 Pelado Manual
· Equipo:
· Manos con/ sin guantes, Cuchillos de acero inox.
· Hojas de acero curvadas con guías para regular la profundidad del pelado
· Ventajas:
· Bajo costo
· Bajo requerimiento de agua.
· Reducida actividad enzimática.
· Posibilidad de uso de la piel o cáscara
· El H2O no se contamina con químicos.
· Desventajas:
· Alto costo mano de obra
· Mayor probabilidad de contaminación con microorganismos.
· Hay productos que sólo tienen que pelarse de esta manera 
7.6.3 Pelado Mecánico
· Ventajas:
· Eficiente
· Mínimo de pérdidas 
· Desventajas:
· Son dependientes de la carga si la carga es baja el pelado es incompleto.
· Sobrecarga excesivo pelado para algunos y deficiente para otros productos. Obteniendo una calidad heterogénea.
Figura 3: Pelado Mecánico.
7.6.4 Pelado Térmico
Afloja la piel de ciertas frutas y hortalizas (tomate, duraznos), se desprende la piel con las manos o al chorro de agua. 
· Ventajas:
· Más automático.
· Más fácil.
· Control preciso de Temperatura. Para minimizar pérdidas.
· Ausencia de contaminación químicos del agua. 
· Desventajas:
· Volúmenes de agua.
· Vapor.
7.5.5Otros procesos de pelado
Figura 4: Otros Métodos de pelado
7.7 CRITERIOS PARA ELEGIR OTROS PROCESOS DE PELADO
· Características de la piel del producto
· Dureza
· Grosor
· Presencia de ceras
· Otros componentes 
· Volumen del producto a manejar
· Costo equipos (dimensiones)
· Pérdidas obtenidas c/método (2-30%).
· Utilización posterior de la cáscara o piel.
7.8. PROCESO DE DESHIDRATACIÓN DEL AJO
La deshidratación o secado asistido de alimentos es una de las operaciones unitarias más utilizadas en la conservación de los mismos. Es el proceso en el que elimina la mayor parte del agua presente en el alimento mediante la aplicación de calor o no, bajo condiciones controladas. La finalidad de esta operación es lograr la reducción de peso, la reducción de volumen e incrementar la vida útil del producto final en comparación con los alimentos frescos. 
· El secado es un proceso de conservación que permite eliminar una gran cantidad de agua del alimento impidiendo cualquier actividad microbiana o enzimática que deteriore el producto.
· El proceso de secado surge debido a la necesidad de poder consumir alimentos que en cierta época del año no se cosechan o producen y que por su composición química son susceptibles a descomponerse.
7.9. DESHIDRATADO DE AJO
Selección de materia prima.-En esta operación se eliminan aquellos ajos en mal estado. El fruto recolectado debe ser sometido a un proceso de selección, ya que la calidad del deshidratado dependerá del ajo.
Pesado.- Es importante para determinar los rendimientos y calcular la cantidad de los otros ingredientes que se añadirán posteriormente.
El pelado.- Se puede hacer en forma manual, empleando cuchillos, o en forma mecánica con máquinas. En el pelado mecánico se elimina la cáscara,
Lavado.-Se realiza con la finalidad de eliminar cualquier tipo de partículas extrañas, suciedad y restos de tierra que pueda estar adherida a la fruta. Esta operación se puede realizar por inmersión, agitación o aspersión. Una vez lavada el ajo se recomienda el uso de una solución desinfectante. Las soluciones desinfectantes mayormente empleadas están compuestas de hipoclorito de sodio (lejía) en una concentración 0,05 a 0,2%. El tiempo de inmersión en estas soluciones desinfectantes no debe ser menor a 15 minutos. Finalmente el ajo deberá ser enjuagado con abundante agua.
Escaldado.- Se realiza con vapor de agua, (89C por 2min).
Secado.- Se realiza con una secadora de cabina de lecho fluidizado, (5min a 45ºC).
Envasado.- Se realiza en bolsas de polietileno de alta densidad.
Almacenamiento.- El producto seco y envasado se mantiene en un lugar fresco y seco.
VIII. MATERIALES Y METODOS
8.1 MATERIA PRIMA
Ajo (Allium sativum).
8.2 LUGAR DE EJECUCION
Laboratorio de ingeniería de la Facultad de Ingeniería en Industrias Alimentarias de la UNCP	
8.3 MATERIALES PARA EL PROYECTO
· Computadoras
· Hojas
· Lapiceros, materiales de escritorio.
8.4 MATERIALES PARA EL DISEÑO
· Software Solidwork
· Planos
8.5 METODOLOGÍA
El pelado es un proceso importante del cual de penderá su vida útil y su buen procesamiento, la calidad final del vegetal y su manejo en pos cosecha tendrá ventajas, si se lograra la eliminación parcial o total de las cáscaras desde poco antes de la cosecha. Para el caso de descascarado en pos cosecha, un método mecánico resulta ser conveniente realizado en máquinas de diseño ingenieril o realizando las mejoras pertinentes a las máquinas ya existentes.
Figura 5: DIAGRAMA DE FLUJO DEL DESHIDRATADO DE AJO
 (
PELADORA DE AJO
(
Alliumsativum
)
)
Fuente: Elaboración propia
8.6 METODOLOGÍA PARA EL DISEÑO
Para el pelado de ajo se debe de tomar en cuenta el ciclo de pelado para lograr el funcionamiento:
· Alimentación del vegetal
· Traslado del vegetal
· Pelado
· Desalojo del fruto
· Expulsión de la cascara
Teniendo estas cinco probables etapas en el diseño a realizar, es probable que en ellos se cuentecon un mecanismo encargado de realizar cada una de las etapas es decir que los diseños incluyan un:
· Mecanismo de alimentación
· Mecanismo de transporte
· Mecanismo de pelado
· Mecanismo de desalojo del vegetal
· Mecanismo de desalojo de la cáscara.
8.6.1 Componentes de la máquina peladora de Ajo
· Motores 
· Planchas de acero en las plataformas de alimentación y descarga del material, en la construcción de la tolva 
· Rodillos
· Eje con cerdas de nylon
· Tornillos 
· Destornillador
· Placas de acero
· Barras de acero
· Ángulos de acero
· Cojinetes
· Rodillos de silicón 
· Resortes mecánicos 
IX. RESULTADOS:
9.1 . MATERIA PRIMA
Ajo (Allium sativum).
9.2 . METODOLOGÍA
 (
Recepción de la materia prima
)
 (
Selección de la materia prima
)
 (
Pesado de la materia prima
)
 (
Pelado con una maquina peladora de Ajo
)
 (
Se verifica como se lleva el proceso de pelado
)
 (
Lavado con hipoclorito de sodio al 5%
)
 (
Se realiza en vapor de agua a una temperatura de 89 ºC por 2 min
)
 (
S
e realiza con una secadora de cabina de lecho fluidizado, (5min a 45ºC).
)
 (
Etiquetas de diversos diseños
.
)
 (
A
lmacenado en
 
un lugar fresco, limpio y seco;
)
 (
Figura N° 
6
: Flujo grama del deshidratado de ajo.
)
9.3 BALANCE DE MATERIA
Tabla N° 4: Balance de materia en la obtención del deshidratado de Ajo.
	PROCESO
	ENTRADA
(kg)
	SALIDA
(kg)
	CONTINUA EN PROCESO (Kg)
	RENDIMIENTO
(%)
	Recepción de la materia prima (Ajo)
	
180
	
….
	
180
	
100
	
Selección de la materia prima
	
….
	
5
	
175
	
97,2
	
Lavado y desinfección del Ajo
	
…
	
2
	
173
	
96,1
	
Pelado
	
….
	
30
	
143
	
79,4
	Cortado
	
….
	
---
	
143
	
79,4
	Escalsado
	
 10
	
	
153
	
84,9
	Secado
	….
	30
	123
	68,2
	Envasado
	….
	…..
	123
	68,2
	Suma total
	190
	67
	123
	68,2 %
Fuente: Elaboración propia
· Como se puede observar en el cuadro N se obtuvo un rendimiento de 68,2% del deshidratado de Ajo, esto debido a que en cada proceso que se realizó siempre queda mermas en los equipos utilizado.
9.4. MÁQUINA PELADORA DE AJO
9.4.1 CARACTERISTICAS
El presente trabajo se refiere al diseño de una máquina peladora de Ajo por vía húmeda para una capacidad que se muestra en la siguiente tabla.
 Tabla N° 5: Capacidad de la máquina peladora de Ajo.
	Producto Procesado
	TIEMPO
	CANTIDAD
	kg
	1 minuto
	4
	0.9
	1 hora
	12
	8
 Fuente: Elaboración propia
9.4.2 APROXIMACIÓN DE LA CAPACIDAD DE LA PELADORA DE AJOS
La máquina está conformada por unos rodillos apoyados en los extremos a unos bastidores de madera.
· Longitud del Bastidor = 1,65 m neto
· En 1.5 min el ajo recorre 1,65m
· En 1 min será = 110 m
· Densidad de alimentación = 4 kg por cada 0,30 m de longitud
· Para 1.10 m será = 14,66 (15 kg/min)
· Para 1 hora será 8 kg/min x 60 min/hr = 480 kg/hora que viene a ser la capacidad de pelado de la máquina.
· La velocidad de alimentación por medio del rodillo con paleta (rpm) y su distribución en la zaranda vibratoria será de acuerdo a esta capacidad.
Conformado por dos bastidores.
El superior con 11 rodillos y el inferior con 12 rodillos que giran a 180 rpm. Los superiores giran a 130 rpm. El bastidor superior está apoyado en una excéntrica que determina en este un movimiento regulado y pequeño en el sentido horizontal y vertical Este movimiento se ve ayudado por los apoyos de resortes en el otro extremo del bastidor. Su función es ayudar con un esfuerzo de fricción y esfuerzo de corte que se realiza en los rodillos.
Los bulbos caen por gravedad de la zaranda vibratoria y son cogidos por el primer rodillo del bastidor inferior. Con su movimiento de giro hacen avanzar al material y éste se encuentra con el rodillo superior en su punto de mayor cercanía en donde sufre el proceso de aplastamiento (regulado) y de corte. La cabeza de ajo que viene a representar una unidad conformada por unos 12 dientes muy bien unidos por sus hojas y cutículas sufre un cierto ablandamiento en una dirección y al pasar al siguiente par de rodillos sufre otro esfuerzo de compresión y de corte en otra posición, lo que hace que la unión de los dientes entre sí se vaya debilitando.
Al llegar a la mitad del recorrido, la cabeza está desgajada, la mayor parte de sus dientes separados y listos para ingresar a la segunda etapa que es el pelado de los dientes propiamente dichos.
En esta segunda etapa los rodillos tienen menor distanciamiento entre sí y actúan sobre cada diente en diferentes partes o secciones de acuerdo al avance entre los pares de rodillos.
En la última etapa la mayor parte de dientes están pelados por completo (65%) en los dientes de buen tamaño (4 – 5 cm) hay abundante cáscara y ésta es eliminada en forma transversal por la corriente de aire generada por un ventilador.
La cáscara de los dientes pequeños se halla adherida en parte en la mayoría, por lo que es necesario un acabado manual después del pelado mecánico.
9.4.3. SEPARACIÓN DE LA CÁSCARA
Mediante el empleo de un ventilador axial se puede generar una corriente de aire suficiente para que evacue toda cáscara formada sin arrastrar a los dientes de ajo.
La cáscara se puede recibir en un recipiente en forma de un cuarto o habitación rectangular en el que el aire sale por la parte superior que estará cubierta por una tela y la cáscara se irá depositando en el fondo por gravedad.
Al prototipo se le decidió incorporar un soplador en la salida del último rodillo para remover la cáscara de los dientes de ajo ya pelados. Muestra la máquina con el soplador integrado.
El motor fue ubicado en la parte posterior del prototipo, y su función es hacer girar los rodillos que están conectados con el motor por medio de engranajes.
9.4.4 DISEÑO DE LA MÁQUINA PELADORA DE AJO
Figura N° 6: Vista aproximada de la peladora de Ajo 
Figura N° 7: Piezas principales de la peladora de ajo.
9.4.5 CALCULOS
a) DETERMINACION DEL ESPESOR DEL AJO
Para determinar la distancia que los rodillos deben penetrar dentro de la cáscara para asegurar el corte y el pelado de cualquier espesor, se tiene que realizar una medición del espesor de varios ajos para así obtener desviaciones y promedios. El espesor promedio de las cascaras del ajo es de 0,9 mm. Pero para el caso de espesores por debajo del promedio no se presentaran problemas para el pelado para espesores mayores en donde puede existir problemas de que los rodillos no atraviesen toda la cascara. Para asegurar que la distancia de penetración sea adecuada a esta distancia se sumaran tres desviaciones.
· 3x0, 31 mm = 0,93 mm = 0,9 mm distancia de penetración de los rodillos de la peladora de Ajo.
b) DETERMINACION DE LA FUERZA DE CORTE
La determinación de la fuerza de corte es necesaria para el diseño de la máquina peladora de ajo, Este parámetro es la fuerza de corte de la navaja necesaria para penetrar el espesor de la cascara de ajo (0,9 mm).
Para el cálculo del valor N de la fuerza de corte requerida aproximadamente para penetrar la distancia suficiente para el pelado, se tiene que realizar el diagrama de cuerpo libre:
 (
Fx
A
Fx
0.142
 m
1.6
N
4
.63N
Fc
B
0.
025 m
0.
0648m m
)
 (
Figura N° 8: Diagrama de cuerpo libre de la navaja
.
)
La fuerza indicada de 1,6N corresponde al peso del mango y los rodillos, la fuerza de magnitud de 4,63N corresponde al peso requerido para la penetración de los 0,9 mm.
Para la obtención de la fuerza de corte en el punto de contacto con el fruto, se analizaron las fuerzas actuando a lo largo de los ejes “X”” y”Y”, además de una sumatoria de momentos en A.
Los cálculos se presentan a continuación:
· Realizando la sumatoria de fuerzas:
*Sumatoria de fuerzas en “x”
*Sumatoria de fuerzas en “y”
· Suma de momentos en A para obtener Fc:
· Suma de momentos en A para obtener Fc:
	La fuerza final de corte requerida es de 3,4N
9.4.6 FICHA TECNICA
Tabla N° 6: Ficha técnica de la maquina peladora de Ajo.
	MAQUINA PELADORA DE AJO
	1.
	APLICACIONES
	En los diversos tipos de la industria alimentaria, especialmente industria de frutas y verduras. También para ayudaral proceso de pulpas y deshidratado de varias frutas y verduras.
	2.
	FUNCIONES
	Facilitan el pelado eliminando las cáscaras con y hacer un pelado más rápido y eficiente.
	3.
	CAPACIDAD
	480 kg/ hora.
	4.
	POTENCIA
	Motor: Motor eléctrico trifásico
Potencia: 1/40 HP
RPM: 180
Voltaje: 220 v
	5.
	PRINCIPIO OPERATIVO
	Velocidad angular
Fuerza de rozamiento
	6.
	CONSUMO DE ENRGIA ELECTRICA
	Motor: 1/40 HP
Costo: S/. 1,40 / h
	7.
	MATERIAL
	Estructura de contacto con el alimento: La navaja y está construido de acero inoxidable AISI 304.
Estructura de soporte: El soportes de hierro galvanizado.
	8.
	DESCRIPCION
	1.Elementos:
· Switch de encendido
· Motor para el porta Ajos
· Rodillos para el corte
· Soporte para el motor del pelador
· Base tornillo pelador
· Base cuchilla de pelado
· Mango
· Rodillos de pelado
· Porta Ajos
2. Medidas:
· Altura total 1.80 m
· Largo: 1,50m.
· Ancho: 0,9 m.
3.Peso neto:
· 380 kg.
	9.
	RIESGOS ESPECIFICOS
	· La tensión de la red debe coincidir con la del motor.
· Verificar el estado de los rodillos y navajas cada 6 meses.
	10.
	REQUERIMIENTOS
	Conexión de energía a:
· Motor: 390V. Trifásico.
	11.
	CONTROLES
	· Posee sistema de arranque directo que permite controlar el inicio y la finalización del proceso.
Fuente: Elaboración propia
X. MANTENIMIENTO PREVENTIVO
· Reducir la necesidad de grandes reparaciones, corrigiendo dificultades menores apenas aparezca. Para detectarlas es necesario escuchar a los operadores, que normalmente se dan cuenta antes que la dirección de que una máquina hace «un ruido raro» o de otras irregularidades en su rendimiento, así como no reprender a aquellos empleados que intenten comunicar un fallo producido fuera de su área de control.
· Resguardar la seguridad. A medida que se desgastan, algunas partes de la maquinaria se vuelven peligrosas, como las cadenas gastadas o las correas de transmisión consumidas. El personal es valioso y las heridas son costosas desde el punto de vista del tiempo perdido y la capacitación del reemplazante, para no hablar del impacto negativo que producen en el ánimo de los empleados.
XI. CONCLUSIONES
· Se logró realizar el modelo de una máquina peladora de ajo.
· Se realizó los diversos cálculos aproximados para así lograr el diseño y el mecanismo de pelado
· El diseño y desarrollo de máquinas ha mostrado una tendencia incremental en el sector industrial, perfeccionando constantemente diseños y prototipos que permitan eficientizar los procesos agroindustriales productivos. El desarrollo de maquinaria busca solucionar problemas industriales como tiempos muertos, cuellos de botellas, variabilidad en resultados orientados a patrones de producción estándar.
· La máquina peladora de Ajo cuenta con materiales de acero inoxidable para lograr una inocuidad en el producto.
· Se logró realizar un mecanismo de pelado simple y sencillo de manejar y de entender.
XII. RECOMENDACIONES
· Para lograr un mejor desempeño de la máquina se recomienda realizar el mantenimiento adecuado de ésta.
· Cambiar las partes dañadas con el paso del tiempo de manera rápida para que esta no sufra algunas imperfecciones.
· Leer el manual de manera clara para que de esta manera se evite realizar malas operaciones.
· Cambiar los rodillos y navaja cada cierto tiempo.
XIII. BIBLIOGRAFIA
1. BALVIN, E., 1991. Evaluación de localidad odorífica de ajos por el método de aire caliente. Tesis U.N.A. La Molina. Lima-Perú.
2. SHIGLEYJ. 1990. Diseño en Ingeniería Mecánica. Edit. McGraw- Hill. 5ta. Edición. México
3. ASFE. 2006. Boletín del Ajo (en línea). Consultado 24 septiembre 2009. Disponible en: http://www.santafeagro.net/Boletines/boletin%20ajo%201.pdf
4. FAO (2008) “producción de ajo a nivel mundial”
5. Ministerio de agricultura (2010) producción de ajo a nivel nacional de Perú.
6. Savio , Y. (1989): Prickly Pear Cactus. Publicación de la Universidad de California. Davis. California. Julio. 
Anexo 1: CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
	
Actividad
	semanas
	
	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
	11
	12
	13
	14
	15
	16
	17
	Búsqueda de información
	x
	x
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Recopilación de información
	
	
	x
	x
	x
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Diseño del proyecto
	
	
	
	
	
	x
	x
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Aprobación del proyecto
	
	
	
	
	
	
	x
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Aprobación de costos
	
	
	
	
	
	
	
	x
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Preparación de materiales
	
	
	
	
	
	
	
	
	x
	
	
	
	
	
	
	
	
	Ejecución 
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	x
	
	
	
	
	
	
	
	Análisis de datos 
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	x
	
	
	
	
	
	
	Adaptación
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	x
	
	
	
	
	
	Interpretación y sistematización 
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	x
	x
	
	
	
	Tratamiento 
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	x
	
	
	Análisis y discusiones de resultados
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	x
	
	Presentación de la adaptación
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	x
Fuente: Elaboración propia
Anexo 2: PRESUPUESTO:
	CONCEPTO
	MONTO(S/.)
	Material de escritorio,tipeos,copias e impresión
	60,00
	Obtención de materiales
	10000,00
	Soldaduras
	350,00
	Piezas de acoples
	200,00
	Alquiler de taller
	100,00
	Imprevistos 10%
	650,00
	TOTAL
	11360,00
Fuente: Elaboración propia
Anexo 3: Máquinas peladora de ajo
Figura N° 9: Máquina peladora de ajo que esta integrado con el soplador de cáscara.
Figura N° 10: Vista frontal de una peladora.
Anexo 4: MÁQUINAS PELADORAS
a) Máquinas Peladoras de Papa
b) Máquina Peladora de piña:
c) Máquinas Peladoras de Manzana:
	
	
Anexo 5: factores geométricos para el análisis de soldadura:
AJO 
PELADO
 INSPECCION
LAVADO
 CORTADO
ESCALDADO
SECADO
INSPECCION
ENVASADO
ALMACENADO
PESADO
SELECCION
AJO
Pesado
Pelado
Inspección
Escaldado
Secado
Almacenado
Seleccion 
Lavado
Cortado
Inspección
Envasado
Etiquetado
 (
21
)Ing. JOHN GÓMEZ HERRERA
0
0
=
=
å
x
F
fx
0
63
,
4
6
,
1
0
=
-
-
+
=
å
N
N
F
F
fy
y
c
N
F
N
Nm
F
m
N
m
N
m
F
M
c
c
c
A
8
,
6
8
,
6
232
,
0
6
,
1
0
)
167
,
0
(
63
,
4
)
142
,
0
(
6
,
1
)
230
,
0
(
0
=
=
=
=
-
-
=
å
N
F
N
N
F
F
N
F
F
y
y
c
y
y
4
,
3
8
,
6
25
,
10
25
,
10
0
=
-
=
-
=
=
å