Calculo de un molino de disco

[pic 1]

UNIVERSIDAD TÉCNICA LUIS VARGAS TORRES

DE ESMERALDAS

FACULTAD DE INGENIERÍAS Y TECNOLOGÍAS

ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA

“DISEÑO DE UN MOLINO DE DISCO PARA PRODUCCIÓN DE PASTA DE CACAO”

PROYECTO DE TITULACIÓN

Previo a la obtención del Título de:

INGENIERO MECÁNICO

DAVID FABIAN ARAUJO CHICA

ESMERALDAS-ECUADOR

2018

1. CAPITULO I

1. INTROUDCCIÓN:

El cacao es un fruto que se origina en los trópicos, sus cultivos se encuentran mayoritariamente en el Litoral y en la Amazonía. Es un árbol cuyas flores pequeñas producen mazorcas en cuyo interior se encuentra los granos de cacao cubierto de una pulpa rica en azúcar.

La domesticación, el cultivo y consumo del cacao se remonta hacía más de 2000 años, perpetuado por las culturas prehispánicas toltecas, aztecas y mayas. Sin embargo, estudios recientes indican  que al menos una variedad de cacao tiene su origen en la alta Amazonia.

En nuestro país se cultivan dos tipos de cacao: el Cacao CCN-51 y el Cacao Fino de Aroma o como se lo ha denominado últimamente Cacao Nacional, también conocido como “Arriba”.

El Ecuador, desde la época colonial, es potencia mundial en la producción de Cacao Fino de Aroma, acaparando el 60% de la producción mundial.

Para el 2020, Ecuador exportará 400 000 toneladas de Cacao, con miras a consolidarse como líder mundial  entre 2025 y 2030. Esto denota la gran importancia que tiene este fruto para el país. Sin embargo, Ecuador debe plantearse también, no solo convertirse en un líder de producción de Cacao sino también apuntar a conquistar el mercado del chocolate, apuntando siempre al cambio de la matriz productiva.

El presente proyecto de titulación tiene como objetivo principal diseñar una maquina capaz de satisfacer las necesidades de trituración de “Nibs de Cacao” para convertirlo en pasta o licor de cacao de alta calidad, para lo cual se propone un molino de disco.

Este tipo de molino, realiza el proceso de molienda gracias a las fuerzas de cizalla que se produce debido a la diferencia de velocidad de giro entre los discos. Las partículas son depositadas en una tolva, para caer por gravedad en el “gusano” el cual empuja las partículas hacia los discos donde serán trituradas.

Este trabajo pretende convertirse en una herramienta, para la pequeña y mediana empresa ecuatoriana, que permita darle un mayor valor agregado al producto final que en este caso es el chocolate y de esta forma incentivar la producción de chocolate en el país y que no se limite solo a ser productor de materias primas.

1. JUSTIFICACIÓN:

Las comunidades productoras de Cacao en el Ecuador, y más precisamente  en la provincia de Esmeraldas, son conscientes de la importancia de dar el siguiente paso y dejar de ser solo productoras de materia prima para emprender en la búsqueda del desarrollo de la industria Chocolatera Nacional, iniciando evidentemente de forma artesanal para posteriormente, con el uso de nuevas técnicas y tecnologías, pasar a procesos más industrializados. En este objetivo, juega un papel muy importante el apoyo técnico y tecnológico que puede brindar la Universidad Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas a las comunidades de la provincia y del Ecuador en general.

Por este motivo se ha visto la necesidad del diseño del mencionado equipo para satisfacer las necesidades tecnológicas de las comunidades de la provincia, en el proceso obtención de la pasta de Cacao.

1. OBJETIVOS

1. GENERAL

• Diseñar un Molino de Disco destinado a la producción de pasta de Cacao.

1. ESPECÍFICOS

• Realizar el diseño de ingeniería para la molienda de Cacao, en base a modelos a existentes y las leyes de molienda.
• Realizar la simulación de la maquina con la ayuda de software CAD como lo es el SolidWorks.
• Tomar datos experimentales para identificar las variables de proceso.

1. ORIGEN DEL CACAO EN EL ECUADOR

La producción de cacao en América data de hace muchos siglos, incluso antes de la llegada de los españoles. Estudios recientes realizados en Palanda, cantón de la provincia de Zamora Chinchipe, demuestran que por lo menos una variedad de Theobroma Cacao (nombre científico del cacao) tiene su origen en la Alta Amazonia, de acuerdo con la evidencia arqueológica hallada en la cultura denominada Mayo –Chinchipe donde se confirmó el uso del cacao desde el 3.300 a.C. en el yacimiento Santa Ana –La Florida, ubicado a 1.040 metros sobre el nivel del mar.

Desde fines del siglo XVIII, el cacao se convirtió en un producto estratégico en la vida del Ecuador. En 1779 asistimos al primer gran auge cacaotero que duraría hasta 1842, época que ha sido calificada como el primer “boom” del cacao. Algunos autores sugieren incluso que el cacao fue el motor económico que permitió financiar dos grandes momentos de la historia nacional: Las Independencia y revolución liberal.

Un siglo más tarde, en la segunda mitad del siglo XIX, particularmente a partir de 1870, se produjo un segundo auge de la producción de la fruta en el mercado internacional. Diez años después, el “boom” del cacao se intensificó llegando a su clímax hacia 1906 en que el Ecuador ocupó el primer lugar en producción en el mundo. Durante los veinte años, comprendidos entre 1895-1913, el país se mantuvo como el primer exportador de cacao al proveer entre 15-25% de la demanda internacional.

Hasta fines del siglo XIX, las condiciones de suelos fértiles y la temperatura, así como la pluviosidad adecuadas de la costa ecuatoriana, lo convirtieron en el escenario ideal para producir el cacao más fino del mundo con niveles de productividad excelentes: el cacao Nacional.

1. DESCRIPCION GENERAL

Árbol de pequeña talla, perennifolio, de 4 a 7 m de altura si es cultivado, en su forma silvestre puede crecer hasta 20 m. Hojas grandes, alternas, colgantes, elípticas u oblongas, de punta larga, ligeramente gruesas, margen liso,  cuelgan de un pecíolo.  El tronco generalmente es recto, las ramas primarias se forman en verticilos terminales con tres a seis ramillas y al conjunto se le llama "molinillo". Es una especie cauliflora, es decir, las flores aparecen insertadas sobre el tronco o las viejas ramificaciones. Corteza de color castaño oscuro, agrietada, áspera y delgada. Flores en racimos a lo largo del tronco y de las ramas,  de color rosa, púrpura y blanco en forma de estrella. El fruto es una baya grande comúnmente denominada "mazorca", carnosa, oblonga a ovada, de color amarilla o purpúrea, de 15 a 30 cm de largo por 7 a 10 cm de grueso, puntiaguda y con canales longitudinales, cada mazorca contiene en general entre treinta y cuarenta semillas incrustadas en una masa de pulpa desarrollada de las capas externas de la testa.

...