Las máquinas dosificadoras

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PROTOTIPO DOSIFICADOR 
DE GRANOS PARA 
SUPERMERCADOS PEQUEÑOS 
Sebastián Domínguez Rodríguez 
Ricardo Espinosa Ramos 
Kevin Moreno Burbano Rosero 
Asesor 
Julián Giraldo Cardona 
 
Introducción 
 
Las máquinas dosificadoras cumplen un papel fundamental dentro de la 
línea industrial alimenticia, dependiendo de su diseño y su rendimiento 
son las encargadas de realizar la presentación y producción final del 
producto que estará en el mercado para su uso. 
Objetivos 
 Modelar y construir un prototipo de una máquina 
dosificadora de granos para supermercados pequeños. 
Construir un prototipo de la parte estructural de la máquina. 
Modelar el mecanismo de dispensación del contenedor para el 
producto. 
 Implementar el sistema de control y acoplamiento de la balanza 
para el proceso de pesado. 
Construir y montar el prototipo dosificador de granos. 
Ejecutar las pruebas experimentales para validación del prototipo. 
E 
S 
P 
E 
C 
I 
F 
I 
C 
O 
S 
GENERAL 
 
 
 
Planteamiento del problema 
¿Cómo modelar y construir una máquina dosificadora de granos, que 
se ajuste a las necesidades existentes en los supermercados del país? 
Se construyo un sistema de dosificación con el 
fin de automatizar procesos que se llevaban a 
cabo manualmente en supermercado 
evitando una manipulación manual, para así 
reducir el riesgo de introducir impurezas al 
producto. 
 
Marco Referencial 
 
 
Ahorro a 
nivel de 
costos de 
mano de obra 
Beneficiara a los 
trabajadores 
dando una 
mayor calidad 
en el desarrollo 
de su trabajo. 
permite 
reducir 
perdidas de 
producto y 
dinero para 
las empresas. 
Beneficiara 
directamente a 
los 
supermercados 
Ventajas de Automatizar un Proceso Industrial 
 
 
 
Marco Referencial 
Tolva de 
almacenamiento. 
Sistema 
dosificador 
 Boquilla o tubo 
de descarga 
Partes de un dosificador 
 
 
 
Diseño del prototipo 
Para la construcción del prototipo de la máquina 
dosificadora de granos se tomó en cuenta el 
siguiente diagrama de bloques 
 
 
 
 
Diseño del prototipo 
 
Contenedor Tornillo sin fin Modelado del motor 
 
 
 
Display lcd 16 x 2 Celda de carga 50kg Teclado matricial 
 
 
 
 
 
 
Diseño del prototipo 
Arduino mega Fuente de voltaje 
 artículos de pvc 
 
 
 
 
 
Presentación del Prototipo 
Máquina dosificadora parte estructural 
 
 
 
 
Diseño del prototipo 
Diseño CAD 
Fuentes de 
alimentación 
Panel de 
control 
Escala y 
especificaciones 
de la celda de 
carga 
Amplificación 
de señal DC 
Etapa de 
potencia 
 
 
 
Modelado eléctrico y electrónico 
 
 
 
 
Modelado eléctrico y electrónico 
 
DESCRIPCIÓN 
FUENTE DE 
VOLTAJE 
RED 
ELECTRICA 
110 V 
60 Hz 
Fuente de 5 voltios 
Se utiliza para la 
alimentación del panel 
de control, celda e 
integrados. 
Fuente de 12 voltios 
Se utiliza para la 
alimentación de 
motoreductores e 
integrados. 
FUENTES DE ALIMENTACION 
 
 
 
Modelado eléctrico y electrónico 
 
MICROONTROLADOR 
Es un circuito 
integrado 
programable 
TECLADO MATRICIAL 
Es dispositivo que 
integra múltiples 
pulsadores 
LCD 16X2 
Es el encargado de 
visualizar el proceso 
al usuario 
PANEL DE CONTROL 
 
 
 
ESCALA Y ESPECIFICACIÓNES DE LA 
CELDA DE CARGA 
Modelado eléctrico y electrónico 
 
Capacidad de 40 a 50 kg 
 
Sensibilidad de salida salida 1.0 ± 0.1 mv / v 
Histéresis 0.03% FS 
Resistencia de entrada 1000 Ω ± 20 
Resistencia de salida 1000 Ω ± 20 
Voltaje de funcionamiento V ≤ 10 
Temperatura de la operación 0-50 °C 
 
 
 
milivoltios 
ESCALA Y ESPECIFICACIÓNES DE LA 
CELDA DE CARGA 
gramos 
 el voltaje de salida es en milivoltios y es proporcional 
 a la fuerza aplicada en gramos, esto en teoría pero la 
 verdad es que debido a la histéresis de la celda existe un 
 porcentaje de error equivalente a 50 g perdidos de cada 
 1000g 
 
 
 
 0.05% x 0.1 v = 50 mv de error = 50g 
 
 
 * línea teórica 
 * línea real 
 
 
0
200
400
600
800
1000
1200
0 20 40 60 80 100 120
Modelado eléctrico y electrónico 
 
 
 
 
Modelado eléctrico y electrónico 
 
CELDA DE CARGA 
Es una estructura diseñada 
para soportar cargas de 
compresión, tensión y flexión 
Modulo HX711 MICROCONTROLADOR 
AMPLIFICACIÓN DE SEÑAL DC 
 
 
 
Modelado eléctrico y electrónico 
 
MICROCONTROLADOR 
L293D 
tiene cuatro circuitos 
para manejar cargas de 
potencia media 
MOTOREDUCTORES 
CELDA DE CARGA 
ETAPA DE POTENCIA 
Características 
técnicas 
 
 
1. Dosificador para granos es extremadamente 
fácil de limpiar y mantener. 
2. Fácil de operar. 
3. Eficiente en tiempo. 
4. No requiere aire comprimido. 
5. Adecuado para llenar productos granulados 
de flujo libre, como quinua, sal y café 
granulado. 
6. El sensor del dosificador de granos realiza 
un pesaje muy aproximado al deseado. 
7. El dosificador de granos está equipado con 
una pantalla lcd . 
Ficha 
Técnica 
 
 
Modelo Prototipo dosificador de 
granos 
Tipo de producto: QUINUA,CAFÉ 
GRANULADO, SAL 
Capacidad de los contenedores 
• Sal 
• Café 
• Quinua 
11.4 kg 
4.7 kg 
2 kg 
4.7 kg 
Potencia 330 VA 
Voltaje 110 V- 60 Hz 
Electricidad Voltaje AC 
Peso de la maquina 15 kg 
Dimensiones de la maquina 60 cms de altura 
60 cms de largo 
50 cms de ancho 
 
Pedido mínimo 50 gramos 
 
Pedido máximo 4.7 kilogramos 
 
 
 
Resultados 
• se efectuaron pruebas experimentales de la maquina dosificadora edificada en las cuales se 
observó que el producto inicialmente planteado (lenteja, blanquillo, arroz) 
 
 
 
 
 
 
 
Resultados 
• Por lo que se decide cambiar el tipo de grano a uno de menor tamaño, (quinua, café granulado, sal) 
evidenciando en las diversas pruebas realizadas el correcto funcionamiento de la maquina dosificadora. 
• Se logro deducir mediante pruebas experimentales y cálculos teóricos que el peso mínimo que se debe 
pedir es de 100 gramos y el valor máximo es definido por la capacidad del contenedor el cual es de 4.7 
kg, este valor es programado para no ser sobrepasado. 
 
 
 
 
 
 
Conclusiones 
• Se diseñó un dosificador de producto granular similares a los usados en la industria, donde 
se aconseja el uso de un tornillo sin fin. Se Pensó desde un principio el uso de un tornillo 
sin fin, al ver que el producto granulado manejado en el proyecto (quinua, café granulado, 
sal) es un producto que necesita una dosificación en función de las cantidades, además 
teniendo en cuenta que dicho producto granulado presenta retos particulares cuando 
necesitan ser dispensados. 
 
• Este sistemadepende de un elemento principal que es un tornillo situado en la parte 
inferior del contenedor de alimentación y que libera un volumen determinado de producto 
en cada vuelta 
 
• En el diseño del sistema de control se tuvo en cuenta la importancia que juega el cliente en 
el manejo de la misma, ya que esta máquina debe simplificar las operaciones que realiza el 
cliente. 
 
• En el sistema de pesado no se cumple en totalidad con la cantidad de producto que desea el 
cliente, pero si es un valor muy aproximado. 
 
 
 
 
 
Conclusiones 
 
• El censado del café granulado y del quinua son lentos al dispensar, debido a la densidad del 
producto, lo que hace que sea necesario la dispensación de más producto para lograr el valor 
deseado. 
 
• Este prototipo dosificador reduce la posibilidad de transmisión de virus y bacterias producido 
por varios contactos en los alimentos, ya sea de animales o clientes a la hora de su 
manipulación. 
 
• Para el prototipo dosificador el producto del café granulado es difícil de dispensar al tener el 
café expuesto a la temperatura ambiente , ya que se forman grumos debido a la humedad 
 
 
 
 
 
Recomendaciones 
 
• Mejora en las dimensiones de salida de los contenedores, también utilizar un tornillo sin fin más 
grande y motores con mayor RPS para mayor dispensación del producto. 
 
• Es importante tener en cuenta que esta máquina es un prototipo por lo que está en una fase de 
mejoras, lo que lograra poder crear futuras versiones que solucione problemas actuales y 
logren incluir más tecnología que continúe sorprendiendo aún más el sector industrial y 
mejorando la calidad de vida de los usuarios. 
 
 
 
 
Referencias Bibliográficas 
1. NORMA TECNICA ECUATORIANA - NTE INEN 2110 . (1998). , Primera Edición SHIGLEY. 
2. Acevedo B, J. (2013). Máquina dosificadora de líquidos. recuperado de http://maquidosifiliquidos.blogspot.com/2013/06/marco-
de-referencia.html. 
3. Antonio, F. p. (2000 ). PROCEDIMIENTOS INDUSTRIALES AL ALCANCE DE TODOS. Noriega editores, tercera edición, 
México d.f. 
4. E, J., & Mitchel, L. (2000 ). Diseño en Ingeniería Mecánica. . 5ta ed. México: Mac Graw–Hill, . 
5.Erdman, A. G., & George N. Sandor . (s.f). DISEÑO DE MECANISMOS ANALISIS Y SINTESIS. tercera edición. 
6. FINK, D. G., & BEATY, W. (1996). MANUAL DE INGENIERIA ELECTRICA. Décima Tercera Edición, Mc Graw-Hill, 
Mexico. 
7.Interempresas. (2009). La automatización mejora la productividad y la flexibilidad. recuperado de 
http://www.interempresas.net/Plastico/Articulos/Articulo.asp?A=5954 . 
8. KOSOW. (1972 ). MAQUINAS ELECTRICAS Y TRANSFORMADORES. Segunda Edición, Prentice Hall Publishing, U.S.A, . 
 
GRACIAS