Planta automatizada Cervecería

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Planta automatizada Cervecería

NOMBRE: Felipe Aracena Pantoja – Héctor Araya

CARRERA: Ingeniería automatización y control industrial

ASIGNATURA: Gestión económica

PROFESOR: David Ramírez

FECHA: 25/09/2022

1. Introducción

El siguiente proyecto se basa en automatizar un proceso de producción de cerveza artesanal. Nuestro sistema trabajará midiendo variables críticas como niveles de tanques, temperaturas y acciona de manera automática sobre resistencias de inmersión controladas mediante PID, electroválvulas, bombas y quemadores instalados en una planta de producción de 20 litros de cerveza.

El usuario podrá interactuar con el sistema por medio de una pantalla táctil, desde donde configura cada receta a elaborar. Estas recetas se irán guardando para su posterior reutilización, con la posibilidad de realizar un escalado en los litros a elaborar.

El sistema contara con alarmas sonoras y visuales para recordar al operador que debe realizar estas incorporaciones, registrando el momento exacto en el que se hayan hecho. Además, informa por medio de un breve sonido el tiempo que ha trascurrido desde el inicio de cada etapa para que el usuario no se pierda en el proceso y esté listo para hacer las incorporaciones de materia prima en el momento exacto.

1. Desarrollo

1. Novedad

Chile y el mundo entero han presentado incrementos sostenidos en el consumo de cerveza durante la última década. Actualmente nuestro país vive un gran desarrollo de la industria de cerveza artesanal contando con una red de proveedores estables y clientes dispuestos a pagar por productos innovadores. Basados en esta información es que se busca automatizar la mini planta de cervecería para que cualquier emprendedor tenga a disposición invertir en uno de estos proyectos.

La cerveza es producida por la fermentación de cereales malteados, principalmente cebada con levaduras, en presencia de agua. El origen de esta data desde 6.000 a. C en Babilonia. En el siglo XV se introduce un nuevo ingrediente, el lúpulo (por los holandeses), y se define la receta original en función a estos ingredientes.

El proceso de la cerveza tiene distintos niveles de producción que pueden variar de los 20 a 30 litros, 20 a 80 litros, 20 a 100 litros y de 100 a miles de litros. A continuación de describe un proceso de otra planta de cervecería.

1. Actividad inventiva

En este proyecto se propone el diseño de un sistema de control fácilmente configurable a través de un entorno gráfico sencillo y amigable, que se adapte a las necesidades del usuario y garantice una buena repetitividad en la elaboración de distintas cervezas, facilitándole el trabajo al operario permitiéndole a este un mayor enfoque en parámetros que influyan directamente con la calidad del producto final.

Con el fin de garantizar la calidad y repetitividad de la elaboración de una cerveza, el control y el registro absoluto de las variables involucradas en dicho proceso, se diseñará e implementará un equipo completo automático para la producción de hasta 20 litros.

Esto será realizado mediante la programación de un PLC el cual interactuara con el usuario a través de una pantalla HMI, permitiéndole elaborar recetas de hasta 3 tipos de maltas y 2 tipos de agregados, controlando automáticamente: volúmenes de agua a utilizar por medio bombas, flujómetros y sensores de niveles mínimos y máximos, temperaturas mediante resistencias eléctricas, enfriadores a placas y sensores tipo PT100, trasvases y recirculados a través de bombas magnéticas y centrífugas, tiempos de cada etapa, registro detallado de recetas elaboradas. Así mismo, el control de flujo de líquidos se realizará mediante la utilización de válvulas solenoides con cuerpo de acero inoxidable, como la mayoría de los elementos elegidos, aptos para el uso industrial y de carácter alimenticio. Una de las cosas principales es la programación la cual hará la secuencia del proceso y la repetición de cada etapa.

1. Aplicación industrial

En este proyecto nos basamos en planos estructurales, diagramas de flujos y diagrama de bloques, también nos enfocamos en factores principales y criterios de operación. A continuación se muestra la lista de materiales a utilizar con su respectiva cotización.

Hay cinco factores en los cuales se basa este proyecto por el cual se está trabajando, los cuales son los siguientes:

• Funcionalidad: Es completamente funcional de acuerdo a los equipos a utilizar

• Confiabilidad: Funciona correctamente en el medio para el que se está diseñando y es fácil de replicar.

• Usabilidad: Las personas a la cual va dirigido el proyecto pueden perfectamente usarlo para uso en alguna pyme o domiciliario.

• Competencia: El proyecto es capaz de crecer de acuerdo al mejoramiento de sus condiciones en base a la creatividad y gusto del cliente.

• Creatividad: Es completamente innovador, ya que el cliente puede realizar su propio producto.

OBJETIVO DE LA FILOSOFÍA DE OPERACIÓN:

Los siguientes serán los objetivos principales:

• Asegurar   que   la   operación   de   la   instalación   sea   desarrollada eficazmente y satisfaciendo los requerimientos del proceso.

• Facilitar la toma de decisiones y acciones rápidas y seguras por parte del operador/cliente.  

• Dar supervisión, monitoreo, control y manejo apropiado del proceso.

• Proporcionar los antecedentes para una operación Segura y Mantenible.

• Obtener una operación estable y confiable.

CRITERIOS DE OPERACIÓN

Los siguientes criterios se consideran en los procedimientos de control y operaciones:

• Optimizar el consumo de insumos y materiales en general (agua, repuestos, etc.) en el proceso.

• Optimizar la calidad del producto terminado manteniendo el cuidado del mosto.

• Permitir que la operación cumpla con los requerimientos de proceso definidos por la ingeniería del proyecto.

• Minimizar o eliminar riesgos de derrames.

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