proceso elaboracion de salsa de tomate

i

ÍNDICE

Pág.

CAPÍTULO 1 GENERALIDADES…………………………………..… 1

1.1 INTRODUCCIÓN……………………...…………………………………… 2

1.2 ANTECEDENTES………………………………………………………… 3

1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA………………………………….. 5

1.3.1 Identificación del problemas……………………………………………… 5

1.3.2 Análisis causa – efecto……………………………………………………. 5

1.3.3 Formulación del problema……………………………………………….. 5

1.4 OBJETIVOS Y ACCIONES……………………………………................ 6

1.4.1 Objetivo general……………………………………………....................... 6

1.4.2 Objetivos específicos……………………………………………………… 6

1.4.3 Acciones de la investigación…….…………...………………………….. 6

1.5 JUSTIFICACIÓN……………………………………………...…………… 7

1.5.1 Justificación técnica………………………………………………………. 7

1.5.2 Justificación social…………………..……….......................................... 7

1.5.3 Justificación económica…………………………………......................... 8

1.6 LIMITES……….……………………………………………………….…… 8

1.6.1 Limites del proyecto……………………………………………………….. 8

1.7 ALCANCE……………………………....………………………………….. 8

1.7.1 Alcance temático…………………………………………………………… 8

1.7.2 Alcance geográfico………………………………………………………… 8

ii

1.7.3 Alcance temporal………………..……………...…………....................... 9

CAPÍTULO 2 MARCO TEÓRICO…………………………………… 10

2.1 CARACTERÍSTICAS DE LA PRODUCCION DE SALSA DE TOMATE.……………………………………………...……………………. 11

2.1.1 Contenido temático…………………..…………………………................ 11

2.1.2 Principales controles en el tomate para industria……………………… 12

2.1.2.1 Color…………………………………………………………...................... 12

2.1.2.2 Contenido en sólidos totales y sólidos solubles………………………… 13

2.1.2.3 pH……………………………………………………………………………. 14

2.1.2.4 Consistencia……………………………………………………………….. 16

2.1.2.5 Test de Blotter………………………………………………...................... 17

2.1.2.6 Carotenoides y licopeno…………………………………………………... 18

2.1.2.7 Acidez total y azúcares reductores……………………………............... 19

2.1.2.8 Control microbiológico…………………………………………………….. 19

2.1.2.9 Residuos…………………………………………………………................ 20

2.1.3 Producción de la salsa de tomate en Bolivia………………………………………………………………………..

22

2.1.3.1 Industrias alimenticias VENADO. S.A……………………...................... 22

2.1.3.2 Industrias alimenticias DEL VALLE S.R.L………………………………. 25

2.1.3.3 Industrias alimenticias MARCSEAL S.R.L………………...................... 26

2.1.3.4 Estudio del método de trabajo en las empresas de Bolivia…………………………………………………………...…………...

26

iii

2.2 MÁQUINAS PROCESADORAS DE SALSA DE TOMATE………………………………………………………...…………..

30

2.2.1 Proceso general de fabricación de salsa de tomate…………………… 30

2.2.2 Concentradora industrial…………………………………...…………….. 32

2.2.3 Baño maría……………………………………………………...………….. 32

2.2.4 Molino de martillo………………………………………………………….. 33

2.2.5 Evaporador……………………………………………………...………….. 34

2.2.6 Banda transportadora……………………………………………………… 35

2.3 UNIDADES ELECTRÓNICAS CONTROLADORAS………………….. 36

2.3.1 PLC…………………………………………………………...……………... 36

2.3.2 Unidad Central de Proceso (CPU)……………………………................ 38

2.3.3 Memoria principal.……………………………………………...………….. 40

2.3.4 El bus…………………………………………………………….………….. 41

2.4 SENSORES Y ACTUADORES……………...………………………..…. 42

2.4.1 Sensor……………………………………….……………………………… 42

2.4.1.2 Clasificación de los sensores…………….…………………...…………. 42

2.4.1.3 Según el Aporte de Energía………………………………………….….. 43

2.4.1.4 Según el Tipo de Señal……………………………………………….….. 44

2.4.1.5 Según el Tipo de Parámetros……………………………………..……… 45

2.4.1.6 Según tipo de magnitud……………………………………………..……. 45

2.4.2 Actuador……………………………………………………………..……… 47

2.4.2.1 Tipos de actuadores…………………………………………..…………... 47

iv

2.4.2.2 Actuadores hidráulicos……………………………………………............ 47

2.4.2.3 Actuadores Neumáticos…………………………………………...…….... 48

2.4.2.4 Actuadores Eléctricos………………………………………………..…..... 49

2.5 CONTROL Y MONITOREO…………………………..…………..…….... 50

2.5.1 Control……………………………………………………………..……….. 50

2.5.1.1 Clasificación de los Sistemas de Control………………………..…….. 50

2.5.1.2 Sistema de Control de Lazo Abierto…………………............................ 50

2.5.1.3 Sistema de Control de Lazo Cerrado……………………………….…... 51

2.5.2 Monitoreo……………………………………………………………........... 52

2.5.2.1 Sistema de monitoreo– diagnostico…………………………….……… 52

2.5.3 Software de supervisión y control…………………………….…………. 54

2.5.3.1 Supervisory Control And Data Adquisition (SCADA)………….……… 54

2.5.3.2 Supervision Industrial………………….………………………….………. 54

2.5.3.3 Software de supervision…………………………………………….……. 54

2.5.3.4 Simulación…………………………………………………………..……… 55

2.5.3.5 Modelo de simulación de eventos discretos……………………............ 56

CAPÍTULO 3 MARCO PRÁCTICO………………………………….. 69

3.1

DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA ACTUAL DE LA PRODUCCIÓN DE SALSA DE TOMATE, CONTROL Y MONITOREO……………………………………………..………………..

70

3.1.1 Diagnostico del proceso actual de la empresa Gonzales………….…. 70

3.1.2 Producción general de salsa de tomate dentro de la empresa………… 81

v

3.1.2.1 Producción anual de tomates en los últimos 5 años…………………….. 81

3.1.2.2 Producción mensual de salsa de tomate en los últimos 5 meses del año 2013……………………………………………………………………...

82

3.1.2.3 Consistencia de la salsa de tomate……………………………………….. 83

3.1.3 Descripción del sistema propuesto para procesamiento de salsa de tomate………………………………………………………………………..

83

3.2

SELECCIÓN DE EQUIPOS Y DISPOSITIVOS DEL SISTEMA DE CONTROL Y MONITOREO PARA EL PROCESAMIENTO DE SALSA DE TOMATE…………………………………………....………...

93

3.2.1 Selección de sensores…………………………………..………………. 93

3.2.1.1 Sensor de temperatura……………………..………………………...…… 93

3.2.1.2 Sensor de nivel…………………………….…………………..………….. 94

3.2.1.3 Sensor infrarrojo……………………………………………………………. 95

3.2.2 Selección de actuadores………………..……………………………..….. 96

3.2.2.1 Alarma audiovisual...…………………………………...………………... 96

3.2.2.2 Electroválvula……………………………………………..……………….. 98

3.2.2.3 Foco ultravioleta……………………………………………...................... 99

3.2.2.4 PC……………………………………………………………………………. 100

3.2.2.5 Relé de estado sólido…………………………………..…………………. 101

3.2.2.6 Contactor de estado sólido ……………………………………..………... 102

3.2.3. Unidad de control……………………………..…………………………… 103

3.2.3.1 PLC SIMATIC S7-200……………………….………………...………….. 103

vi

3.3 DISEÑO CIRCUITAL DEL SISTEMA DE CONTROL Y MONITOREO……………………………………………………………….

DIS

106

3.3.1 Medición y ubicación de la planta………………………………………... 106

3.3.2 Hardware del sistema de control y monitoreo…………………………... 107

3.3.2.1 Designación de entradas y salidas de la unidad central y de las unidades remotas…………………………………………………………..

108

3.3.2.2 Descripción del Hardware del modelo circuital…………………………. 108

3.4 FUNCIONAMIENTO GENERAL DEL SISTEMA CON EL CIRCUITO INTEGRADO………………………………………………………………..

DIS110

3.4.1 Software de control y monitoreo…………………..……………………... 110

3.4.1.1 Software de control de la producción de tomate……………………….. 112

3.5 DESARROLLO DEL SISTEMA DE POTENCIA Y PROTECCIÓN ELÉCTRICA………………………………………………………………...

DIS115

3.5.1 Distribución de Energía……………………………………………………. 115

3.5.2 Equipos de respaldo……………………………………………………….. 117

3.5.2.1 Sistema de puesta a tierra………………………………………………… 117

3.5.2.2 Medida de resistencia de la tierra………………………………………... 118

3.5.2.3 Cálculo de materiales de puesta a tierra…………………………..……. 119

3.5.2.4 Calculo de resistencia de la tierra………………………...……………… 120

3.5.2.5 Sistema de protección de los equipos……….………………………….. 121

CAPÍTULO 4 EVALUACIÓN TÉCNICA Y ECONÓMICA………… 123

4.1 EVALUACIÓN TÉCNICA……………………….………………………… 124

4.2 EVALUACIÓN ECONÓMICA…………………………………………….. 125

vii

4.2.1.1 Sistema de Sensores (Código 100)……………………………………… 125

4.2.1.2 Sistema de Actuadores (Código 200)………….………………………… 126

4.2.1.3 Sistema de Control (Código 300)………………………………………… 126

4.2.1.4 Sistema de Aterramiento (Código 400)………..………………………… 127

4.2.1.5 Equipos (Código 500)………………………….………………………….. 128

4.2.1.6 Otros componentes (Código 600)…...…………………………………… 129

4.2.1.7 Codificación de herramientas menores (Código 700)………………… 129

4.2.2 Inversión Diferida…………………………………………...……………… 130

4.2.3 Capital de Trabajo……………………..……….………………………….. 131

4.2.3.1 Requerimiento de personal…………………………………….………… 131

4.2.3.2 Requerimientos de Servicios básicos…………………………………… 132

4.2.3.3 Requerimientos de materiales de Mantenimiento y Limpieza…..……. 133

4.2.4 Inversión Total del Proyecto………….…………………...……………… 133

4.2.5 Depreciación a lo largo del Proyecto……….……………..…………….. 135

4.2.6 Ingresos del Proyecto…………………………..……………….………… 136

4.2.7 Flujo de Caja………………………………………….………………….… 137

4.2.8 Relación Beneficio/Costo (B/C)………………………..…………..…….. 138

4.2.8.1 Cálculo del Coeficiente Beneficio/Costo (B/C)………………………… 138

4.2.8.2 Análisis de los resultados obtenidos……….………………………….. 138

CAPÍTULO 5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES……… 139

5.1 CONCLUSIONES…………………….………….………………………… 140

5.2 RECOMENDACIONES……..…………………………………………….. 140

viii

BIBLIOGRAFÍA………………………………………………………….……………… 141

GLOSARIO DE TERMINÓS....…………..………………………..………....…...…… 144

ANEXOS…………………………………………………………………………………. 146

ÌNDICE DE CUADROS

Pág.

CUADRO 1.1 Objetivos específicos y acciones de investigación……..……… 6

CUADRO 2.1 Contenido fundamentación teórica……………………………… 11

CUADRO 2.2 Valores de color (a/b y L) en variedades de tomate para industria de distinto ciclo…………………………………………..

13

CUADRO 2.3 º Brix en variedades de tomate para industria de distinto ciclo 14

CUADRO 2.4 Valores de pH en variedades de tomate para industria de distinto ciclo………………………………………………………….

15

CUADRO 2.5 Valores de Consistencia Bostwick (cm/30 s)……………………. 17

CUADRO 2.6 Contenido en licopeno en jugo de variedades de tomate……… 19

CUADRO 2.7 Parámetros generales para la línea de producción de salsa de tomate……………………………………………...…………………

21

CUADRO 2.8 Descripción de bloques y etapas del GRAFCET………...……… 60

ix

CUADRO 3.1 Características técnicas de la lavadora………………………..… 75

CUADRO 3.2 Características técnicas del molino de martillo………….………. 76

CUADRO 3.3 Características técnicas de la despulpadora…………………….. 77

CUADRO 3.4 Características técnicas de la concentradora……...…..………... 78

CUADRO 3.5 Características técnicas de la embotelladora...……………….… 79

CUADRO 3.6 Características técnicas de la esterilizadora…………………….. 80

CUADRO 3.7 Características de la consistencia de salsa de tomate……….... 83

CUADRO 3.8 Diagrama de tiempo del sistema propuesto……………….…..… 92

CUADRO 3.9 Características específicas de los sensores de temperatura..… 93

CUADRO 3.10 Características específicas de los sensores de nivel……..……. 94

CUADRO 3.11 Características específicas de los sensores infrarrojos………... 95

CUADRO 3.12 Características específicas de las alarmas audiovisuales…….. 96

CUADRO 3.13 Características específicas de las electroválvulas……………… 98

CUADRO 3.14 Características específicas de los focos ultravioletas………..… 99

CUADRO 3.15 Características específicas de las diferentes PC……………….. 100

CUADRO 3.16 Características específicas de las unidades controladoras……. 103

CUADRO 3.17 Descripción de dispositivos del Layout…………………………… 109

CUADRO 3.18 Listado de dispositivos Sensores…………………………………. 115

CUADRO 3.19 Listado de Actuadores…………………………………….……….. 116

CUADRO 4.1 Codificación por ítems de la inversión Fija……………...……..… 125

CUADRO 4.2 Codificación de Sensores……………………….…………………. 126

CUADRO 4.3 Codificación de Actuadores…………………….…………………. 126

xi

ÌNDICE DE FIGURAS

Pág.

FIGURA 1.1 Cultivo de tomate en campo abierto y en invernadero.……..… 1

FIGURA 1.2 Diagrama de Ishikawa………………………………………..…… 3

FIGURA 1.3 Ubicación geográfica de la empresa Gonzales……………...… 9

FIGURA 2.1 Salsa de Tomate………………………………………………..…. 12

FIGURA 2.2 Colorímetro con muestra de jugo de tomate…………………… 12

FIGURA 2.3 Refractómetro midiendo los º Brix del jugo de tomate………… 13

FIGURA 2.4 pHmetro midiendo una muestra de jugo de tomate…………… 15

FIGURA 2.5 ConsistómetroBostwick………………………………………….. 16

FIGURA 2.6 Test de Blotter………………………………….………………….. 17

FIGURA 2.7 Equipo de cromatografía líquida de alta resolución…………… 18

FIGURA 2.8 Contaminación microbiológica del tomate………………….…... 19

FIGURA 2.9 Cromatógrafo de gases…………………………………………... 20

xii

FIGURA 2.10 Producto kris kétchup……………………………………………... 22

FIGURA 2.11 Campo de cultivo en invernadero………………………………. 24

FIGURA 2.16 Proceso general de salsa de tomate……………………………. 30

FIGURA 2.26 Esquema de la Unidad de Control………………………………. 40

FIGURA 2.27 Esquema de la unidad de memoria……………………………... 40

FIGURA 2.40 Estructura del Sistema de Control………………………..………. 50

FIGURA 2.59 Aterramiento……………………………………………………….. 64

FIGURA 2.60 Barra de Tierra…………………………………………………….. 65

FIGURA 2.61 Protectores de Línea……………………………………………… 65

FIGURA 3.1 Proceso actual de la salsa de tomate en la empresa Gonzales……………………………………………………………

70

FIGURA 3.2 Flujograma general de funcionamiento…………………………. 71

FIGURA 3.3 Flujograma general de funcionamiento…………………………. 72

FIGURA 3.4 Flujograma general de funcionamiento…………………………... 73

FIGURA 3.5 Tomates para la elaboración………………………………………. 74

FIGURA 3.6 Pesaje de tomates en recipientes………………………………… 74

FIGURA 3.7 Máquina lavadora marca JIMEI………………………..………….. 75

FIGURA 3.8 Molino de martillo marca JOSOKAWA………………………...…. 76

2

CAPÍTULO 1. GENERALIDADES

CAPÍTULO 1 GENERALIDADES

1.1 INTRODUCCIÓN

El ser humano siempre ha buscado la creación de herramientas y máquinas que le faciliten la realización de tareas

peligrosas, pesadas y repetitivas. En los últimos tiempos, la aparición de máquinas altamente sofisticadas ha dado lugar a

un gran desarrollo del campo de la automatización y el control de las tareas, aplicado ya en muchas máquinas que se

manejan diariamente. A esto le llamamos automatización, el cual consiste en el uso de sistemas o elementos

computarizados capaces de controlar maquinarias o procesos industriales substituyendo así a operadores humanos.

De esta manera con ayuda de la automatización se puede supervisar y controlar las operaciones de plantas o procesos

industriales en cualquier área determinada. Muchos existen, entre ellos el control industrial de procesos alimenticios el

cual se basa en el procesamiento de alimentos primarios, tales como frutas y vegetales.

3

1.2 ANTECEDENTES

Actualmente la Empresa Gonzales se encuentra en Mairana, una localidad del departamento de Santa Cruz a 1.670

m.s.n.m. en la tercera Sección Municipal de la Provincia Florida, que se caracteriza por la actividad productiva de

hortalizas y frutas en grandes cantidades, con tecnología rústica y de monocultivo.

En esta población se cultiva principalmente en campo abierto y una pequeña porción en invernadero como se muestra en

la figura1.1:

FIGURA 1.1: Cultivo de tomate en campo abierto y en invernadero.

Fuente: Gerencia Administrativa de la Empresa Gonzales.

Este producto, al ser una fuente de ingresos favorable, ha incentivado a muchos productores al cultivo y venta del

producto en su estado fresco y otros en estado industrializado, entre ellos la salsa de tomate, que es un concentrado

de tomate que posee una textura final en forma de pasta color rojo.

Entre estas, se encuentra La Empresa “Gonzales”, recientemente dedicada a la producción de tomates frescos y su

derivado como la Salsa de tomate recientemente.

http://es.wikipedia.org/wiki/Tomate

4

El proceso empleado por la Empresa tiene las siguientes etapas:

Recepción de Materia Prima y Material de Empaque.

Preparación del Producto.

Envasado.

Agotamiento del recipiente.

Cerrado.

Tratamiento térmico/esterilización.

Enfriamiento del recipiente y de su contenido.

Etiquetado.

Es indispensable buscar alternativas tecnológicas para aumentar la rentabilidad y la calidad del producto de la Empresa

procesadora de Salsa de Tomate “Gonzales”.

Actualmente, el control de los equipos y dispositivos en el procesamiento de la salsa de tomates en forma manual, es

decir, no se encuentra automatizada, tampoco existe el monitoreo centralizado de la producción; por lo tanto el presente

proyecto de grado pretende controlar los parámetros para mejorar la producción en cantidad y calidad de salsa de

tomate, desde una sala centralizada, esto con el fin de optimizar el proceso, modernizando sus etapas hasta el enlatado

final (Almacenaje).

1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

5

ASPECTOS

TECNOLOGICOS

Carencia de un sistema automatizado

RECURSOS HUMANOS

Falta de personal

Capacitado.

Trabajo manual con permanente riesgo de

control

Equipos de pelado

Procedimiento de control manual

ASPECTOS OPERATIVOS

PRODUCCION INEFICIENTE E IRREGULAR DE

SALSA DE

TOMATE

Uso mínimo de equipos

para mayor producción

1.3.1 Identificación del Problema

En la Empresa “Gonzales”, la producción se ha dejado a merced de métodos manuales en las diferentes etapas del

proceso, reduciendo la cantidad y calidad del producto terminado para su consumo posterior.

1.3.2Análisis Causa - Efecto

En la figura 2.1 se muestra el Diagrama de Causa-Efecto (Diagrama de Ishikawa), en las que se puede observar las

variables a seguir.

FIGURA 1.2: Diagrama de Ishikawa Elaboración: Propia

1.3.3Formulación del Problema

¿De qué manera se puede

optimizar la producción más

eficiente y segura de salsa de

tomate en la Empresa “Gonzales”?

1.4 OBJETIVOS

6

1.4.1 Objetivo General

Diseñar un sistema de control y monitoreo electrónico del proceso de elaboración de salsa de tomate para la empresa

“Gonzales”, en la localidad de Mairana - Santa Cruz

1.4.2 Objetivos Específicos

Analizar el proceso de la producción de salsa de tomate para determinar las características de las etapas de

producción.

Determinar los equipos y dispositivos mecánicos, electrónicos de control y monitoreo para el diseño del sistema.

Establecer los algoritmos funcionales entre variables de entrada y salida para diseñar el sistema de control y

monitoreo del proceso de producción de salsa de tomate.

Efectuar la Evaluación Técnica y Económica del proyecto para determinar la viabilidad del proyecto.

1.4.3 Acciones de la Investigación

CUADRO 1.1: Objetivos específicos y acciones de investigación

OBJETIVOS ESPECÍFICOS ACCIONES

Analizar el proceso de la producción de salsa de tomate para determinar las características de las etapas de producción.

Estudiar las características generales y técnicas de la planta procesadora de salsa de tomate “Gonzales”.

7

Determinar los equipos y dispositivos mecánicos, electrónicos de control y monitoreo para el diseño del sistema.

Seleccionar los dispositivos y componentes que se encuentren en función de sus características aplicables.

Realización del circuito de control y monitoreo.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS ACCIONES

Establecer los algoritmos funcionales entre variables de entrada y salida para diseñar el sistema de control y monitoreo del proceso de producción de salsa de tomate.

Realizar los algoritmos de los programas de control.

Programar los equipos de control y monitoreo partiendo del software del fabricante.

Simular el sistema de control y monitoreo.

Efectuar la Evaluación Técnica y Económica del proyecto para determinar la viabilidad del proyecto.

Evaluar el hardware y software técnicamente.

Verificar la validez de los componentes en el mercado local.

8

Realizar el cálculo de los indicadores económicos del proyecto.

Elaboración: Propia.

1.5 JUSTIFICACIÓN

1.5.1 Justificación Técnica

El presente proyecto de grado se justifica técnicamente por que el grado de avance tecnológico en módulos y

componentes que existen en el mercado local permite su realización.

1.5.2 Justificación Social

El sistema propuesto se justifica socialmente porque al aumentar la producción de salsa de tomate, permitirá también que

la empresa trabaje en conjunto con habitantes de la zona, ya sea para su distribución, comercialización y/o consumo

respectivo dentro de la localidad o fuera de ella, permitiendo lograr beneficios yasea para la misma empresa como

también para los habitantes de la zona realizando trabajos con mayor seguridad.

1.5.3 Justificación Económica

El proyecto se justifica económicamente porque al lograr mejorar en cantidad y calidad del producto también se logrará

mejorar los ingresos tanto de la empresa como de los proveedores locales de materia prima.

1.6 LÍMITES

9

1.6.1 Límites del proyecto

Este proyecto utilizará sensores de temperatura, presión, nivel, humedad, que acondicionarán a los actuadores del

sistema por medio de las unidades controladoras.

1.7 ALCANCE

1.7.1 Alcance Temático

Por las características del Proyecto, se tomarán en cuenta los conocimientos de:

Áreas de sistema de control (control de procesos, autómatas programables).

Sistemas de Unidades Controladoras.

Sistemas de Computación.

Electrónica industrial (motores, válvulas solenoides, sensores).

1.7.2 Alcance Geográfico

El proyecto se llevará a cabo en la planta procesadora de salsa de tomate “Gonzales” que se encuentra ubicada en la

3era. Sección Municipal del Departamento de Santa Cruz, en la localidad de Mairana. Como se observa en la figura 1.3:

11

FIGURA 1.3: Ubicación geográfica de la empresa Gonzales.

Fuente: Atlas y Google Earth.

1.7.3 Alcance Temporal

El presente proyecto se llevara a cabo en un año académico de acuerdo al calendario académico de la Escuela Militar de

Ingeniería, teniendo una validez en tiempo útil de 5 años debido al rápido avance tecnológico de la electrónica.

12

CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO

13

2.1 CARACTERÍSTICAS DE LA PRODUCCION DE SALSA DE TOMATE.

2.1.1 Principales controles en el tomate para industria

2.1.1.1 Color

El color en el tomate es una característica de calidad extremadamente importante, ya que determina la madurez y vida

post cosecha, y es el factor determinante en cuanto a la aceptabilidad por parte del consumidor (Cenzano, 2001).

FIGURA 2.1: Salsa de Tomate.

Fuente: (www-01).

Este parámetro se evalúa de modo objetivo mediante un equipo llamado colorímetro, que sitúa el color en el espacio

mediante la definición tres coordenadas como se observa en la figura 2.2: L luminosidad; a, contribución del rojo y b,

contribución al amarillo. Los valores habituales para un tomate de calidad sitúan la relación a/b entre 2,2 y 2,5 y para L

entre 25 y 28.

14

FIGURA 2.2: Colorímetro con muestra de jugo de tomate. Fuente: CENZANO, 2001.

2.1.1.2 Contenido en sólidos solubles

Ambos índices informan sobre la cantidad de sólidos del fruto de tomate y están correlacionados (Cenzano, 2001). A nivel

práctico se utiliza normalmente el contenido en sólidos solubles conocido como º Brix, por ser más fácil de determinar

analíticamente mediante el equipo denominado refractómetro como se observa en la figura 2.3:

15

FIGURA 2.3: Refractómetro midiendo los º Brix del jugo de Tomate. Fuente: CENZANO, 2001.

Es el índice que más influye sobre el rendimiento de la fabricación puesto que el objetivo del proceso de transformación

es aumentar la concentración en sólidos solubles hasta los límites requeridos por la legislación (puré, concentrado simple,

concentrado doble, triple concentrado, etc.)

La mayor parte de las variedades contienen entre 4,5 y 5,5º Brix, aunque, más que el carácter varietal, lo que influye

sobre el contenido en sólidos solubles son factores agrologicos, especialmente la climatología durante el período de

maduración y el riego (volumen total de agua, momento de corte de riego, etc.) que pueden hacer variar el contenido en º

Brix para frutos de una misma variedad entre 4 y 7.

2.1.1.3 pH.

16

Informa sobre la acidez del tomate. El pH del zumo se sitúa normalmenteentre 4,2 y 4,4, siendo muy raro que se superen

estos valores, lo que asegura la estabilidad microbiológica durante el procesado “ver cuadro 2.4” (Cenzano, 2001). Si en

algún caso el pH es superior, se pueden presentar problemas en el procesado, siendo necesario acidular el zumo.

Este valor de pH hace que el tomate sea un producto relativamente fácil de manejar a nivel industrial como se ve en la

figura 2.4. Su bajo pH lo hace poco atractivo a la contaminación microbiana siendo suficiente la pasterización para su

envasado tras el proceso de concentrado (Cenzano, 2001).

FIGURA 2.4: pHmetro midiendo una muestra de jugo de tomate Fuente: CENZANO, 2001.

2.1.1.4 Consistencia

Este parámetro es fundamental en el tomate concentrado para la fabricación posterior de algunos elaborados que

requieren alto espesor, especialmente el "Ketchup".

17

La viscosidad (o consistencia) es una característica inherente a la variedad de tomatey puede modificarse variando

tiempo de inactivación enzimática por calor “break” de las enzimas endógenas del tomate: metilpectinesterasa(PME) y

poligalacturonasa (PG), mediante los procesos de “Hot Break” (80-85º C) o de “Cold Break” (55-60º C) (Burgeois, 2002).

18

CUADRO 2.7: Parámetros general para la línea de producción de salsa de tomate.

Modelo 60T/D 150T/D 250T/D 500T/D 750T/D 1000T/D 1250T/D 1500T/D 2000T/D

Capacidad de

trabajo con tomates

frescos (T/D)

60 150 250 500 750 1000 1250 1500 2000

Tipo de evaporación

Evaporador

doble

efecto de

circulación

forzada al

vacío

Evaporador

doble

efecto de

circulación

forzada al

vacío

Evaporador

triple efecto

de

circulación

forzada al

vacío

Evaporador

triple efecto

de

circulación

forzada al

vacío

Evaporador

triple efecto

de

circulación

forzada al

vacío

Evaporador

triple efecto

de

circulación

forzada al

vacío

Evaporador

triple efecto

de

circulación

forzada al

vacío

Evaporador

triple efecto de

circulación

forzada al vacío

Evaporador

triple efecto de

circulación

forzada al

vacío

Requerimiento de

agua del grifo (T/H)

7.1 13.1 21.6 44.3 65.7 44.3 65.9 65.9 79.08

Instalación de

energía (KW)

83.8 151.5 412.4 636.2 955.4 1291.6 1411.1 1558.1 1869.7

Vapor requerido

(T/H)

1.665 3.87 5.22 9.14 15.01 20.2 24.62 29.15 34.98

Aire comprimido

(T/H)

66.2 66.2 66.2 72.2 72.1 72.2 72.2 72.2 86.84

Agua de

refrigeración

necesaria (T/H)

125 317 307 585 825 1075 1410 1630 1956

Fuente:CENZANO, 2001. Elaboración: Propia

19

2.1.3 Producción de la salsa de tomate en bolivia

Producir la materia prima que la industria necesita para ofrecer un producto de mejor calidad es una tarea complicada,

principalmente para productores de pequeñas fábricas dedicadas a la elaboración de salsa de tomates, una de ellas que

empezó como muchas empresas que a lo largo de los años lograron superar sus expectativas, y en estos últimos años

han duplicado susproducciones en tomates, alcanzando las 65 toneladas por hectárea (t/ha), cuando el promedio oscila

entre 30 y 35 t/ha en la mayoría de ellas (FEDHFRUT 2011).

2.1.3.1 Industrias alimenticias VENADO. S.A.

Industrias Venado S.A. fue fundada el 1 de junio de 1914. Al mes de Enero del año 2005, se ha constituido en un

complejo alimentario que representa ser el más grande de Bolivia, en razón al crecimiento y diversificación de los

productos de su fabricación para abastecer la demanda existente en el país, con la proyección de exportar a otros

mercados; en Bolivia la comercialización se efectúa por intermedio de distribuidores exclusivos en todo el territorio

nacional con precios nacionales para evitar traslados de mercaderías de un distrito a otro por la diferencia de precios que

pudiera presentarse.

2.1.3.2 Industrias alimenticias DEL VALLE S.R.L.

"Del Valle" es una empresa con marca consolidada en el mercado cochabambino y la meta es consolidarse en todo el

mercado nacional, es por eso que está presente también en las principales ciudades de Bolivia, a través de oficinas

regionales, con un equipo de ventas y personal de apoyo en dirección, mercadeo, promoción y publicidad.

20

FIGURA 2.5: Línea de productos de salsa “Del Valle”. Fuente: (www-04).

"Del Valle", se encuentra activa en busca de una relación industrial, con empresas que tengan mercado establecido para

productos alimenticios. Mediante inversiones se pretende desarrollar la producción con la calidad exigida y a precios

competentes, de esta forma garantizar la continua entrega de productos de exportación para la empresa asociada y

potencializar un crecimiento sostenido. Paralelamente, no se descartan otras opciones de venta de productos terminados

o semi-elaborados para exportación o encarar el desarrollo de nuevos productos requeridos por clientes nacionales o

extranjeros.

Productos derivados del tomate: Ketchup Normal, Ketchup Picante y Salsa a la italiana.

21

2.2 MÁQUINAS PROCESADORAS DE SALSA DE TOMATE

2.2.1Proceso general de fabricación de salsa de tomate

23

FIGURA 2.6: Proceso general de salsa de tomate. Fuente: (www-05).

Dentro de estos bloques de proceso se cumplen las siguientes funciones para la elaboración de salsa de tomate:

Selección de tomate de calidad.- se seleccionan manualmente para eliminar los no aptos.

Los tomates destinados a la elaboración de la salsa se seleccionan según la variedad y su estado de madurez más

adecuados.

Área de escaldado.- Extraer semillas y secar pulpa del tomate

Área de pelado.- Una vez seleccionado y escaldado el tomate, se pela mecánicamente y se reposa.

Preparación de la pulpa.- Triturar en trozos grandes y concentrar (eliminar el exceso de agua).

Después de la selección, el tomate se tritura. El puré, antes de la pasteurización, se concentra un poco para que

sea más espeso.

Integración de la jalea espesante.- o agregar especias en ello se prepara un sofrito a base de aceite de oliva virgen

extra, cebolla, ajo y hierbas aromáticas, cuando está en su punto se mezcla con el tomate triturado, se corrige de sal

y azúcar integral de caña y se cuece durante unos minutos.

Preparación final de la salsa.-Posteriormente luego de la integración de especias en la salsa, se procede a

pasteurizar y envasar.

Etiquetado y envasado.-e envasa manualmente y, seguidamente, se rellena con zumo de tomate.

Almacén del producto.- se le integra al baño María para garantizar su conservación.

24

Por lo tanto para realizar este proceso, se debe contar con maquinarias especialmente creadas para la producción de

salsa de tomate, el cual serán las siguientes: concentradora industrial, baño maría industrial, molino de martillo,

evaporador, cinta transportadora, etc.

2.3 UNIDADES ELECTRÓNICAS CONTROLADORAS

2.3.1 PLC

Un autómata programable industrial (API) o Programable Logic Controller (PLC), es un equipo electrónico, programable

en lenguaje no informático, diseñado para controlar en tiempo real y en ambiente de tipo industrial, procesos

secuenciales.

Un PLC trabaja en base a la información recibida por los captadores y el programa lógico interno, actuando sobre los

accionadores de la instalación.

2.3.1.1 Funciones básicas de un PLC

Reemplazar la lógica de relés para el comando de motores, máquinas, etc.

Reemplazar temporizadores y contadores electromecánicos.

Controles sencillos de LA y/o LC.

Interface computador/proceso.

Control y comando de tareas repetitivas o peligrosas.

Detección de fallas y manejo de alarmas.

Regulación de aparatos remotos.

25

2.3.1.2 Estructura

Un PLC es básicamente un computador y por lo tanto posee la estructura interna típica del mismo, conformada por tres

elementos principales, tal como se muestra en la figura 2.7:

FIGURA 2.7: Estructura de un PLC. Fuente: (www-11).

a) Unidad Central de Procesamiento (CPU)

b) Memoria

c) Unidades de entrada/salida

2.3.1.3 Lenguajes

Escalera (“ladder”).

Listado de instrucciones (mnemónicos).

Diagramas lógicos.

26

Lenguajes de alto nivel (Grafcet, leng. De programación).

2.3.1.4 Módulos de expansión

Los módulos de expansión permiten ampliar el número de entradas y salidas que posee el PLC, cuando la capacidad de

éste no cumple con los requerimientos de una aplicación de automatización como se ve en la figura 2.8.

FIGURA 2.8: PLC LOGO con módulo de expansión. Fuente: (www-12).

Algunas de las características técnicas de los módulos de expansión son:

• Entradas y salidas digitales.

• Entradas y salidas análogas tipo 4 a 20 miliamperios.

• Entradas y salidas análogas tipo 0-10 voltios.

27

• Expansión de memoria.

• Conexión a redes de datos industriales (buses de campo).

Cuando el PLC se encuentra conformando un conjunto con los módulos de expansión recibe el nombre de Unidad

Principal.

2.3.2 Unidad Central De Proceso (CPU).

La CPU(Central Processing Unit) es la unidad que realiza las operaciones más importantes, además de sincronizar el

funcionamiento del resto de unidades. Sus elementos principales son la unidad aritmético-lógica y la unidad de control.

FIGURA 2.9: Unidad de control. Fuente: (www-13).

2.3.2.1 Unidad Aritmético-Lógica

La ALU (Arithmetic& Logic Unit) es la unidad encargada de realizar las operaciones elementales de tipo aritmético

(sumas, restas, multiplicaciones, etc.) y lógico (comparaciones, operaciones sobre el álgebra de Boole: NOT, AND, OR,

etc.). Para comunicarse con las otras unidades utiliza el bus de datos.

28

2.3.2.2 Unidad de control

La UC se encarga de administrar todos los recursos de la computadora y dirigir todas las sus actividades controlando

cada elemento y cada acción, y estableciendo la comunicación entre la ALU, la memoria principal y el resto de

componentes.

2.4 SENSORES Y ACTUADORES

2.4.1 Sensor

Un sensor es un dispositivo que está capacitado para detectar acciones o estímulos externos y responder en

consecuencia. Estos aparatos pueden transformar las magnitudes físicas o químicas en magnitudes eléctricas(Noriega,

2001).

2.4.1.2 Clasificación de los Sensores

De acuerdo a la aplicación de las señales de entrada o parámetros a medir y las señales de salida o de control existen

diferentes aplicaciones, las cuales se presentan en la figura 2.10:

29

FIGURA 2.10: Clasificación de los Tipos de Sensores. Fuente: NORIEGA, 2001. Elaboración: Propia.

2.4.1.3Según el Aporte de Energía

Los sensores se pueden dividir en modulares y generadores.

30

a) Moduladores o Activos

Casi en su totalidad, la energía de la señal de salida proviene de una fuente de energía auxiliar (por ejemplo, una fuente

de alimentación). La magnitud de entrada solamente controla (o modula) el nivel de la señal de salida como se ve en la

figura 2.30:

FIGURA 2.30: Detector resistencia de temperatura (RTD). Fuente: (www-18).

b) Sensores pasivos o auto generativos

Generan directamente una señal eléctrica en respuesta a un estímulo externo sin la necesidad de una fuente de energía

externa. Toman energía del estímulo como por ejemplo: Termocuplas, Sensores Piezoeléctricos, etc. (ver figura 2.11).

31

FIGURA 2.11: Anillos piezoeléctricos. Fuente: (www-19).

2.4.1.4Según el Tipo de Señal

a) Sensores Analógicos

En estos sensores se obtiene una salida proporcional a la señal de entrada y se clasifican en: Fotorresistencias que

varían el valor de la resistencia eléctrica de acuerdo a la intensidad de luz que les incide. Por ejemplo en la figura 2.12:

FIGURA 2.12: Sensores Analógicos. Fuente: (www-20).

32

b) Sensores Digitales

Los sensores digitales simplemente nos indican si se encuentran detectando algún objeto ó no, esto es, generan un “1”

lógico si detectan o un “0” lógico si no detectan, esta información es originada por presencia de voltaje o por ausencia de

este. Dependiendo de la naturaleza, existen sensores de temperatura, presión, humedad, torque, fuerza, velocidad,

contacto, ópticos, gases, pH, imagen, etc. (Handbook testo, 2001). En la figura 2.33 se muestra un sensor digital:

FIGURA 2.13: Sensor Digital. Fuente: (www-21).

2.4.1.6Según el tipo de magnitud

Existen sensores de temperatura, presión, humedad, torque, fuerza, velocidad, contacto ópticos, gases, PH, etc. Estos

sensores se basan en la aplicación práctica de fenómenos físicos o químicos y en la utilización de materiales especiales.

2.4.2 Actuador

33

Los actuadores son dispositivos capaces de generar una fuerza a partir de líquidos, de energía eléctrica y gaseosa. El

actuador recibe la orden de un regulador o controlador y da una salida necesaria para activar a un elemento final de

control como las válvulas.

Los actuadores son dispositivos electrónicos por medio de los cuales se modifican estados de sistemas como ser

iluminación, climatización, persianas y motores entre otros.

2.4.2.1 Tipos de actuadores

Existen tres tipos de Actuadores

Hidráulicos

Neumáticos

Eléctricos

2.5 CONTROL Y MONITOREO

2.5.1 Control

Control se refiere a todos los aspectos de prueba de error. Es ciertamente importante obtener una visibilidad en tiempo

real del trabajo y materiales en progreso, y ser capaces de rastrear datos históricos, pero es todavía más importante

El control automático es el mecanismo básico mediante el cual los sistemas mecánicos, eléctricos, químicos o biológicos,

mantienen su equilibrio. Es el mantenimiento de un valor deseado dentro de una cantidad o condición, midiendo el valor

existente, comparándolo con el valor deseado y utilizando la diferencia para proceder a reducirla. En consecuencia, el

control automático exige un lazo cerrado de acción y reacción que funcione sin intervención humana. (Ogata, 2003)

2.5.2 Monitoreo

http://www.monografias.com/trabajos12/eleynewt/eleynewt.shtml

http://www.monografias.com/trabajos13/genytran/genytran.shtml

http://www.monografias.com/trabajos14/control/control.shtml

34

El monitoreo se define como de conjunto de procesos que permite controlar a distancia los procesos industriales, de

forma remoto y computarizada, donde un usuario o una maquina controla los diferentes procesos que sedan en una

fábrica.

La principal función del monitoreo es la centralización del control de procesos fuera del área de control o fuera de

maquina a controlar. En el monitoreo actúan tanto las personas como las máquinas. De esta separación del control

hombre máquina, puede ver las dos diferencias claras de monitoreo, monitoreo activo o control manual.

2.5.2.1 Sistema de monitoreo - diagnostico

Elementos que lo componen:

Módulo de carga del programa.

Módulo de comunicaciones

Módulo Herramienta Supervisor- Diagnosticador basado en PC

Un ejemplo se muestra como se realiza la interface hombre maquina de un software de supervisión y control en la figura

2.14:

35

FIGURA 2.14: interfaz Hombre- Máquina. Fuente:(www-28).

37

CAPÍTULO 3. MARCO PRÁCTICO

CAPÍTULO 3. MARCO PRÁCTICO

38

3.1 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA ACTUAL DE LA PRODUCCIÓN DE SALSA DE TOMATE,

CONTROL Y MONITOREO.

3.1.1 Diagnóstico del proceso actual de la empresa Gonzales

40

FIGURA 3.1: Proceso actual de la salsa de tomate en la empresa. Gonzales. Fuente: Elaboración propia.

Para tener una mejor comprensión de la funcionalidad del sistema actual del diagrama de bloques de la figura 3.1. En la

figura 3.2 se dará detalle el proceso general de funcionamiento mediante diagrama de flujo:

42

FIGURA 3.2: Flujograma general de funcionamiento. Fuente: Elaboración propia.

44


46


La descripción es la siguiente:

1. Recepción y preparación del producto: Consiste en cuantificar el tomate que entrará al proceso para determinar el

rendimiento:

FIGURA 3.5: Tomates para la elaboración. Fuente: Catálogos de la Empresa Gonzales.

Los tomates se preparan en canastillos para medir el peso de las mismas. Aproximadamente unos 100 kg como se observa

en la figura 3.5. La recepción debe hacerse en recipientes adecuados y limpios, y con ayuda de una balanza de piso como se

observa en la figura 3.6.

47

FIGURA 3.6: Pesaje de tomates en recipiente. Fuente: Catálogos de la Empresa Gonzales.

2. Lavado: Los tomates se lavan con agua. Un buen lavado asegura la eliminación de la suciedad, restos de pesticidas y

microorganismos superficiales.

En la figura 3.7 se observa el modelo de máquina lavadora actual en la Empresa Gonzales.

48

FIGURA 3.7: Máquina lavadora marca JIMEI. Fuente: Catálogos de la Empresa Gonzales.

3. Transportado y triturado: una vez terminado el proceso de lavado, los tomates se transportan en canastillos hasta el

molino de martillo encargado por personal de trabajo.El molino de martillo se hará cargo de la trituración de todos los

tomates en el lapso de 10 minutos para pasar luego a la siguiente etapa.

En la figura 3.8 se observa el molino de martillo actual de la Empresa Gonzales.

49

FIGURA 3.8: Molino de martillo marca JOSOKAWA. Fuente: Catálogos de la Empresa Gonzales.

4. Despulpado: Se hace con un despulpador o una licuadora industrial. En el segundo caso, la pulpa se debe colar para

separar las cáscaras y semillas.

En la figura 3.9 se observa la despulpadora actual de la Empresa Gonzales.

50

FIGURA 3.9: Despulpadora marca AMS. Fuente: Catálogos de la Empresa Gonzales.

5. Concentrado: La pulpa se cocina por un tiempo de 30 minutos, a una temperatura de 95 °C, agitando suave y

constantemente. El tiempo de cocción estará determinado por la concentración final que se desee, por lo general entre 25 y

30 °Brix. En esta parte se agrega sal en una proporción del 2%, con relación al peso de la pulpa, es decir, a 100 Kg. de pasta

elaborada, se deben de agregar 2 Kg. de sal. También pueden agregarse condimentos tales como, ajo, orégano y

albahaca. En la figura 3.10 se observa la concentradora de tomate actual de la Empresa Gonzales.

51

FIGURA 3.10: Concentradora LONGQIANG. Fuente: Catálogos de la Empresa Gonzales.

6. Embotellado y tapado: El envasado se hace en frascos o botellas de vidrio. La salsa se chorrea a una temperatura

mínima de 90C. Esta empieza a llenar las botellas con salsa removiéndose internamente con un agitador de 70 rpm, para su

posterior llenado.En la figura 3.11 se observa la máquina embotelladora actual de la Empresa Gonzales.

52

FIGURA 3.11: Embotelladora marca VICMAN. Fuente: Catálogos de la Empresa Gonzales.

7. Esterilizado: Se hace para eliminar los microorganismos que pudieran haber sobrevivido a las temperaturas del proceso y

así garantizar la vida útil del producto. El pasteurizado se hace calentando los envases a 95 °C por 10 minutos, esta

esterilización se realiza mediante transfusión de calor el cual consiste en depositar las botellas en la esterilizadora llena de

agua, entonces al calentar el agua, se produce un cambio de temperatura donde el concentrado de tomate se calienta

eliminando así bacterias y microorganismos vivientes.

En la figura 3.12 se observa la Máquina esterilizadora actual de la Empresa Gonzales.

53

FIGURA 3.12: Esterilizadora marca CRS. Fuente: Catálogos de la Empresa Gonzales.

8. Etiquetado y almacenado: Consiste en el pegado de etiquetas, luego son almacenados dentro de un depósito fresco y

oscuro como se observa en la figura 3.13:

3.1.2.3 Consistencia de la salsa de tomate.

En la figura 3.16 se puede apreciar la consistencia que posee la salsa de tomate producida en la empresa Gonzales:

54

FIGURA 3.16: Consistencia de salsa actual. Fuente: Elaboración propia. CUADRO 3.1: Características de la consistencia de salsa de tomate.

Ingredientes Cantidad (Kg) Mezcla (%)

Acido cítrico 2 1.22

Tomates 44 87.16

Azúcar 10 9.17

Sal 2 1.22

Especias 2 1.22

Total 60 100

Fuente: Catálogo de la Empresa Gonzales. Entonces por cada 100 kg de tomates obtenemos 60 kg de salsa de tomate los cuales son embotelladas en envases de

500g. Dándonos un total de 230 botellas de salsa por proceso

3.1.3 Descripción del sistema propuesto para procesamiento de salsa de tomate.

Consistencia de la salsa de tomate Acido cítrico = 1,22%

Tomates = 87,16%

Azúcar = 9,17%

Sal = 1,22%

Especias = 1,22%

56

FIGURA 3.13: Sistema propuesto para la elaboración de salsa de tomate. Fuente: Elaboración propia.

Para tener una mejor comprensión de la funcionalidad del diagrama de bloques se desarrolla en la figura 3.18 el

flujograma general de funcionamiento propuesto.

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FIGURA 3.14: Flujograma general de funcionamiento propuesto. Fuente: Elaboración propia.

60


62


64


A continuación se verá una descripción general de cada uno de los bloques que conforman el sistema propuesto para la

elaboración de salsa de tomate:

1. Recepción y preparación del producto: Consiste en cuantificar el tomate que entrará al proceso para determinar el

rendimiento: aproximadamente 250 kg donde un sensor infrarrojo establecerá la cantidad de tomates que se utilizarán para el

proceso. Al tener el tanque lleno, el sensor se activará y mandará una señal de mando para abrir la compuerta y descargar

los tomates en la lavadora. El proceso se descarga se repetirá cada 15 minutos.

2. Lavado: La llave de paso de la lavadora contará con una electroválvula, la cual se accionará cuando esta funcione para

permitir el paso de agua. El proceso de lavado tendrá un tiempo de 60 minutos donde la lavadora posee un rotor de

centrifugado el cual gira para que los tomates desprendan la suciedad con mayor facilidad. Culminado este tiempo la

lavadora se detendrá automáticamente y la electroválvula cerrará el paso del agua.

3. Transportado: En este proceso la cinta transportadora se encargara de mover todos los tomates desde la lavadora hasta

la trituradora, reemplazando el método manual el cual consistía en transportar los tomates en canastillos. La cinta funcionará

60 minutos

4. Triturado: La trituradora se encenderá 30 segundos después de que se haya iniciado el proceso de lavado y transportado.

Los tomates serán triturados de forma continua hasta que culminen los 60 minutos. En caso de emergencia por ejemplo un

rebalse en el estanque de la trituradora, un sensor de nivel ubicado en la parte superior del estanque y una alarma

audiovisual que mostrará el proceso en estado crítico, se encargarán de detener el proceso de transportado para que de esta

forma no ingresen mas tomates en la trituradora.

65

5. Despulpado: La despulpadora se encenderá 60 segundos después de que se haya iniciado el proceso de lavado y

transportado. El despulpado se inicia cuando la electroválvula se abre para recibir los tomates triturados y depositarlo en el

tanque de despulpado para realizarla etapa correspondiente. El proceso tendrá una duración de 30 minutos y mientras esto

sucede una bomba de agua eléctrica se encargara de permitir que la salsa fluya por el ducto que conecta la despulpadora y

la concentradora para que se llene este último. El tanque de la despulpadora poseerá un sensor de nivel y una alarma

audiovisual de emergencia, esto más que todo es para evitar rebalse en el tanque de despulpado, si esto sucede la

electroválvula cerrará el paso de tomate despulpado para así evitar que se siga llenado el tanque hasta que el sensor deje de

detectar la salsa para continuar el proceso.

6. Concentrado: La concentración de la salsa se inicia una vez acabada la etapa de despulpado; toda la salsa liquida se

extrae mediante una bomba de agua eléctrica, que permitirá la fluidez de esta hacia el tanque de la concentradora y una

electroválvula que supervisara la fluidez de la misma. En esta se encenderá el calefactor de la máquina y el agitador interno

de 70 rpm.

El sensor de temperatura se encargará de controlar la temperatura del tanque, lo cual si existe un alto grado de calor

sobrepasando los 95ºC, la concentradora activará una alarma audiovisual señalando que la temperatura está en estado

crítico.

Un sensor de nivel colocado en la parte superior de la concentradora evitara el llenado excesivo de salsa en el tanque.

Cuando esto suceda, inmediatamente se activará electroválvula ubicada en el ducto que conecta la concentradora con la

despulpadora. Impedirá el paso de salsa excesiva deteniendo la bomba de agua eléctrica.

El proceso tendrá un tiempo de duración de 30 minutos donde la salsa se procesará a la eliminación de bacterias dentro de

la salsa con una temperatura de 95ºC. Una vez terminado el proceso, inmediatamente se apagará el agitador de la

despulpadora y el calefactor, además de la bomba de agua de entrada y del la electroválvula.

66

Posterior a eso, se enciende la bomba de agua de salida y la electroválvula que se encuentra situado entre el ducto de la

concentradora y el tanque auxiliar de salsa concentrada para permitir que toda la salsa concentrada se deposite en el tanque

auxiliar y así permitir que el proceso desde la etapa de recepción hasta la concentración se repita nuevamente.

7. Tanque auxiliar: Tendrá la función de recibir toda la salsa concentrada en la etapa de concentración y vaciarse en el

tanque de la embotelladora en el tiempo de 5 minutos. Esta etapa más que todo es para permitir que el proceso que

comienza desde la etapa de recepción hasta la concentración se repita nuevamente.

8. Embotellado: En este proceso la embotelladora contendrá dos sensores de nivel, su funcionamiento será: el sensor de

nivel bajo permitirá que la maquina embotelladora se encienda procediendo a embotellar la salsa. El sensor de nivel alto

supervisará el estado de funcionamiento de la motobomba y la electroválvula, cuando este se encuentre activo entonces

detendrá la motobomba y la electroválvula se cerrará para evitar que el tanque de la embotelladora rebalse. El proceso

finalizará cuando e sensor de nivel bajo ya no detecte la presencia de salsa en el tanque.

9. Tapado: En el proceso de tapado contará con 2 sensores infrarrojos donde: el primer sensor ubicado en la parte inicial de

la cinta transportadora, encenderá la máquina que transportará las botellas y el segundo sensor ubicado en la parte central

de la tapadora se encargará de tapar las botellas activando el pistón de tapado.

El proceso finalizará cuando el sensor infrarrojo de la tapadora al no detectar más botellas que tapar, iniciara el conteo de 15

segundos de espera, pasado este tiempo automáticamente finalizará la etapa de tapado.

10. Esterilizado: En esta etapa, todas las botellas que fueron tapadas se dirigirán hacia la esterilizadora. Para que se inicie

el proceso de 3 minutos de duración, el sensor de presencia ubicado en la tapadora activara un conteo de auto apagado de

15 segundos, esto es para indicar que todas las botellas fueron ya tapadas. Pasado este tiempo se procederá a activar las

lámparas ultravioletas en el recipiente de la esterilizadora que proporcionarán una eliminación con mayor poder germicida.

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Esto se debe a que la mayoría de las bacterias vivientes en alimentos naturales son vulnerables a la radiación ultravioleta en

un tiempo determinado “3 minutos”, lo cual este método reemplaza a la función anterior de eliminación por transferencia de

calor mediante agua. El proceso se repetirá 3 veces cada 8 minutos. Al finalizar los 3 últimos minutos, se encenderá una

alarma audiovisual que indicará la finalización de la etapa de esterilizado.

11. Etiquetado y almacenado: Consiste en el pegado de etiquetas. Se la realiza con un etiquetador manual portable. El

producto se coloca en cajas de cartón, y estas cajas se almacenan en un lugar fresco, seco y oscuro, hasta su distribución.

El proceso total tendrá un tiempo de 2 horas de elaboración de salsa.

68

En el cuadro 3.2 se puede observar el sistema propuesto en base a un diagrama de tiempo que muestra los tiempos que ocupan cada

una de las etapas para la elaboración de salsa de tomate.

CUADRO 3.2: Diagrama de tiempo del sistema propuesto.


69

3.2 SELECCIÓN DE EQUIPOS Y DISPOSITIVOS DEL SISTEMA DE CONTROL Y MONITOREO

PARA EL PROCESAMIENTO DE SALSA DE TOMATE

3.2.1 Selección de sensores

Los sensores que se seleccionarán tendrán las características técnicas acorde a la operatividad del sistema.

3.2.1.1 Sensor de Temperatura

En el cuadro 3.3 se puede observar las características específicas de las 3 alternativas

CUADRO 3.3: Características específicas de los sensores de temperatura.

Características Alternativa 1 Alternativa2

Procedencia EUROPEA USA

Marca MANYYEAR BAO

Modelo / Tipo Termopar Sensor NTC

Gama de temperatura 80 - 150ºC 50 - 150ºC

Tensión Vcc. 24 24

Potencia W. 30 30

Entrada/ Salida Análoga/Digital Análoga /Análoga

Precisión 0.5ºC 1ºC

Dimensiones 70x70x50mm 90x80x55mm

Stop de pantalla Display -


Se seleccionó el dispositivo de la alternativa 1 debido al siguiente criterio y necesidades:

70

Como el proyecto se enfoca en procesos industriales los termopares son ideales para este tipo de control de

temperaturas

La temperatura a controlar en la etapa de concentración es de 95ºC y su precisión debe es de 0.5ºC, mucho más

cercano a la temperatura.

Posee un Display de salida que permite visualizar la condición de temperatura a la que se encuentra sometida.

Tipo de entrada análogo/digital.

Tensión de alimentación de 24 Vcc, compatible con el PLC.

El sensor de temperatura a utilizar se muestra en la figura 3.22:

FIGURA 3.22: Sensor de temperatura Marca MANYYEAR. Fuente: Catálogo MANYYEAR.

3.2.1.2 Sensor de nivel

En el cuadro 3.4 se puede observar las características específicas de las 2 alternativas de sensores de nivel:

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CUADRO 3.4: Características específicas de los sensores de nivel.

Características Alternativa 1 Alternativa 2

Procedencia U.S.A EUROPEA

Marca VIGNOLA MANYYEAR

Modelo / Tipo Sensor de nivel Sensor de nivel

Temperatura máx. 150ºC 200ºC

Tensión Vcc. 24 24

Nivel de Viscosidad cps 100.000 50.000

Presión máxima 15 Bar 15 Bar

Material Acero inoxidable Acero inoxidable

Dimensiones 100x60x40mm 90x50x45mm


Se seleccionó el dispositivo de la alternativa 1 debido al siguiente criterio:

Sensor con capacidad de sumergirse dentro de tanques y detectar sustancias viscosas debido a su material de

acero inoxidable y soportar temperaturas de hasta 150ºC.

Nivel de sensibilidad de material viscoso a unos 100.000 cps (Centipoise)

Dimensiones de mayor tamaño lo que le provee robustez ante temperaturas altas.

Tensión de alimentación de 24Vcc, compatible con el PLC.

El sensor de nivel a utilizar se muestra en la figura 3.23:

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FIGURA 3.23: Sensor de nivel marca VIGNOLA. Fuente: Catálogo VIGNOLA.

3.2.1.3 Sensor infrarrojo

En el cuadro 3.5 se puede observar las características específicas de las 2 alternativas de sensores infrarrojos:

CUADRO 3.5: Características específicas de los sensores infrarrojos


Procedencia USA USA

Marca SHOTEC OEM/COWELL

Modelo / Tipo Sensor infrarrojo Sensor infrarrojo

Tensión Vcc. 5 a 24 5 a 24

Material Plástico Plástico

Amperaje 2 3

Distancia de inducción 300mm 400mm

Dimensiones 29.5 x 13 x 21.6 mm 80 x 60 x 30 mm

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Elaboración: Propia. Se seleccionó el dispositivo de la alternativa 1 debido al siguiente criterio:

Distancia de inducción de 300mm (30cm), necesario para controlar el paso de botellas con salsa.

Dimensiones de menor tamaño de medidas 29.5x13x21.6 mm. Lo cual ocupará menos espacio para su instalación.

Mayor resistencia al consumo de amperaje.


El sensor infrarrojo a utilizar se muestra en la figura 3.24:

FIGURA 3.24: Sensor infrarrojo SHOTEC. Fuente: Catalogo SHOTEC.

3.2.2 Selección de Actuadores

3.2.2.1 Alarma Audiovisual

74

En el cuadro 3.6 se puede observar las características específicas de las 2 alternativas de alarmas:

CUADRO 3.6: Características específicas de las alarmas audiovisuales.


Procedencia CHINA CHINA

Marca WENK De Oriente

Tipo Alarma Alarma audiovisual

Fuente de energía Dc12v, o 24v ac220v Dc12v, o 24v ac220v

Volumen de alarma 80db 100db

CUADRO 3.6: Características específicas de las alarmas audiovisuales


Intensidad de luz 1 cd x 5cm 2 cd x 10cm

Tipo de sonido zumbido zumbido

Corriente de trabajo 50 ma 50 ma

Temperatura ambiente 0 – 100ºC 0-100ºC

Peso 1kg 0.5kg

Tamaño 50x120mm 38x95mm


La alarma además de enviar una señal de zumbido envía una señal de visualización de alarma facilitando que en

las instalaciones sea observado.

El volumen alcanza una potencia de 100db, ideal para que toda la instalación sea escuchada.

La intensidad de luz llega a las 2 candelas (cd) por 10cm.

Posee un peso menor al de la alternativa 1 que es de 0.5Kg de diferencia.

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El tamaño llega a los 38x95mm ocupando menos espacio para su instalación.


La alarma audiovisual a utilizar se muestra en la figura 3.25:

FIGURA 3.25: Alarma audivisual De Oriente. Fuente: Catálogo de Oriente.

3.2.2.2 Electroválvula

En el cuadro 3.7 se puede observar las características específicas de las 2 alternativas de electroválvulas:

CUADRO 3.17: Características específicas de las electroválvulas.


Procedencia Texas USA

Marca BRAY ELCVA

76

Modelo / Tipo Válvula de globo Válvula mariposa

Material Aluminio Cobre

Presión máxima 300 bar 300 bar

Potencia W 500 500

Tensión Vcc. 24 24

Peso 800g 500g

Diámetro de puerto 100x100mm 90x90mm


Capacidad máxima de 300 bares, ideal para resistir presión de fluidos líquidos viscosos.

Posee un peso de 800g, más pesado debido al material que lo compone.

El diámetro del puerto es de 100x100mm, ideal para permitir el paso de sustancias liquidas y viscosas de tomate.

La electroválvula a utilizar se puede observar en la figura 3.26:

FIGURA 3.26: Electroválvula

77

marca BRAY. Fuente: Catálogo BRAY.

3.2.2.3 Foco ultravioleta

En el cuadro 3.8 se puede observar las características específicas de las 2 alternativas de focos ultravioletas:

CUADRO 3.8: Características específicas de los focos ultravioletas.


Procedencia EUROPEA USA

Marca ORTEC MAXW

Modelo / Tipo Foco UV Foco UV

Potencia W 1000 4000

Tensión Vac. 220 220

Material Cuarzo Vidrio

Amperaje 2A 1ª

Eficiencia luminosa 20 lm/W 10 lm/W

Longitud 300mm 300mm


Permite una esterilización o eliminación de bacterias sobrevivientes de manera más segura, efectiva y rápida para

todo tipos de alimentos con tratamientos industriales.

Mayor resistencia de amperaje que soporta los 2A.

El cuarzo emite un 30 % de luz más blanca y brillante permitiendo que el proceso de esterilizado sea mucho más

rápido.

Poco consumo de potencia que oscila en los 1000W.

La lámpara ultravioleta a utilizar se puede observar en la figura 3.27:

78

. FIGURA 3.27: Foco ultravioleta ORTEC. Fuente: Catálogo ORTEC.

3.2.3 Unidad de Control

Es importante saber qué tipo de unidad controladora se debe utilizar para controlar procesos industriales, en este caso,

para la elaboración de salsa de tomate.

Es por ello que se realizo la selección de las siguientes alternativas, como se muestra en el cuadro 3.9:

CUADRO 3.9: Características específicas de las unidades controladoras.


Marca S7-200 ARRAY

Modelo / Tipo CPU 266 AF_20 MR

Tensión Vac. 24Vcc/240Vac 24Vcc/240Vac

Memoria de programa 4096 palabras 2048 palabras

Tamaño 190 mm x 80 mm x 62 mm 126 mm x 90mm x 58mm

Tipo de E/S Análogo/Digital Análogo/Digital

E/S físicas 24 E/ 16 S 12 E / 8 S

Unidad remota máx. 7 5

79

Pantalla - Display

Reloj de tiempo real Si Si

Puerto de comunicación USB –RS 485 RS232 –RS 485

Memoria EEPROM EEPROM

Elaboración: Propia. 3.2.3.1 PLC SIMATIC S7-200

Se ha escogido el autómata programable o controlador lógico SIMATIC S7-200 modelo CPU 226 con respecto al PLC

ARRAY LOGIC para la realización de este proyecto ya que presenta las siguientes necesidades:

El PLC SIMATIC S7 200 es una marca conocida y muy utilizada por su verticalidad y facilidad.

Es un PLC de uso netamente industrial.

Consta de 24 entradas y 16 salidas físicas el modelo CPU 226 con una ampliación de hasta 7 unidades remotas.

Opera con 256 relés internos

Conexión a E/S analógicas y digitales.

Comunicación por puerto estándar RS-485 adaptado a USB lo cual le provee una velocidad de transferencia de datos

comprendida entre 1,2 y 187,5 kbits/s.

Conexión a Industrial Ethernet vía módulo dedicado con conexión a internet mediante módulo correspondiente

Pequeño y compacto, ideal para aplicaciones de donde se cuenta con reducido espacio.

Extensa funcionalidad básica uniforme en todos los tipos de CPU

Alta capacidad de memoria

Extraordinaria respuesta en tiempo real; la posibilidad de dominar en cualquier instante todo el proceso permite

aumentar la calidad, la eficiencia y la seguridad

80

Manejo simplificado gracias a software de fácil uso STEP7-Micro/WIN, ideal tanto para novados como para expertos.

Posee Software de paquete: el STEP 7-Micro/WIN con librería Add-on Micro/WIN

Una gama de sistema que convente, para un dimensionamiento exactamente adaptado a la aplicación y resuelto de

forma óptima.

El PLC ARRAY también puede ser utilizado de la misma manera que el PLC ARRAY, la desventaja seria que se

necesitaría un modulo de expansión ya que el proyecto consta de 12 actuadores, lo cual implicaría un gasto extra al

adquirir el modulo de expansión.

Gracias a su diseño compacto, su capacidad de ampliación, su bajo costo y su amplio juego de operaciones, los Micro-

PLCs S7-200 son especialmente apropiados para solucionar tareas de automatización sencillas. Además, los diversos

tamaños y fuentes de alimentación de las CPUs ofrecen la flexibilidad necesaria para solucionar las tareas de

automatización.

En la figura 3.31 se puede observar la imagen del PLC

81

FIGURA 3.10: PLC S7-200 Fuente: http://www.siemens.com/s7-200.

Además es un equipo autónomo compacto que incorpora una unidad central de procesamiento (CPU), una fuente de

alimentación, así como entradas y salidas digitales donde:

La CPU ejecuta el programa y almacena los datos para la tarea de automatización o el proceso.

El sistema se controla mediante entradas y salidas digitales (E/S). Las entradas vigilan las señales de los dispositivos

de campo (p.ej. sensores e interruptores), mientras que las salidas supervisan las bombas, motores u otros aparatos

del proceso.

La fuente de alimentación suministra corriente a la CPU y a los módulos de ampliación conectados.

El (los) puerto(s) de comunicación permite(n) conectar la CPU a una unidad de programación a otros dispositivos que

intervengan en el proceso.

http://www.siemens.com/s7-200

82

Los diodos luminosos indican el modo de operación de la CPU (RUN o STOP), el estado de las entradas y salidas

físicas, así como los posibles fallos del sistema que se hayan detectado.

83

3.3 DISEÑO CIRCUITAL DEL SISTEMA DE CONTROL Y MONITOREO

3.3.1 Medición y ubicación de la planta

Para el diseño del circuito del sistema primero se establecerá la ubicación de los equipos en determinados lugares con sus

respectivas mediciones como se observa en la figura 3.32:

FIGURA 3.11: Distribución de espacio de la planta propuesta. Fuente: Elaboración propia.

http://www.baw.com/

84

3.3.2 Hardware del sistema de control y monitoreo

En la figura 3.12 se establecerá las conexiones de los equipos con la unidad controladora, la PC y su fuente de alimentación:

FIGURA 3.12: Layout del sistema de control. Fuente: Elaboración propia.

http://www.baw.com/

85

3.3.2.1 Designación de entradas y salidas de la Unidad Central y de las Unidades Remotas:

En los cuadros se observa las entradas y salidas del PLC S7-200, que comprende por su Unidad central y sus unidades

remotas.

Entradas:

Unidad Central

I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 I10 I11 I12

SN1 SN2 SN3 SN4 SN5 SI6 SN7 SN8 SN9 SN10 SN11 SN12

I13 I14 I15 I16 I17 I18 I19 I20 I21 I22 I23 I24

SI1 SI2 SI3 SI4 ST5 X X X X X X X

Salidas:

Unidad Central

Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8

M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8

Q9 Q10 Q11 Q12 Q13 Q14 Q15 Q16

E1 E2 E3 E4 AA1 AA2 LUV1 LUV2

3.3.2.2 Descripción del hardware del modelo circuital

En la figura 3.33 se observa el diagrama circuital de sistema donde como se encontrarán conectados y posicionados los

dispositivos tales como sensores y actuadores que fueron seleccionados con anticipación; tenemos el conjunto de la

unidad controladora que en este caso es el PLC S7-200, en sus entradas que son una variedades de sensores que en su

totalidad se ocuparán más de un unidad controladora, en sus salidas tenemos tanto dispositivos actuadores como

también las maquinarias que responden a los motores para que estos funcionen.

86

El circuito contara con 2 computadoras esto debido a que si existe alguna falla en la computadora principal, es ahí donde

entra la PC auxiliar para seguir continuando las etapas del proceso. Alimentado por una fuente de alimentación de 24 Vcc

permite que los actuadores del sistema trabajen con los relés y contactores de estados sólidos.

3.4 FUNCIONAMIENTO GENERAL DEL SISTEMA CON EL CIRCUITO INTEGRADO.

3.4.1 Software de control y monitoreo

Para la automatización de todos los equipos existentes dentro de un proceso es necesario tener software tanto para

controlar o medir la capacidad de algoritmos que se ajustan a los valores del proceso mantenerlos dentro de ciertos

límites y monitorear los datos de la planta en tiempo real.

Para realizar el software de control y monitoreo se utilizara los siguientes programas: En la figura 3.13 para realizar la

respectiva programación:

87

FIGURA 3.13: Ventana del Software QUICK II. Fuente: Elaboración propia.

A continuación se observará la programación en el Quick II para el control de la producción de salsa de tomate en figura

3.14:

http://www.baw.com/

88

FIGURA 3.14: Software de control en el QUICK II parte 1. Fuente: Elaboración propia.

http://www.baw.com/

89

FIGURA 3.15: Software de control en el QUICK II parte 2. Fuente: Elaboración propia.

http://www.baw.com/

91

CAPÍTULO 4. EVALUACIÓN TÉCNICA Y ECÓNOMICA

92

CAPÍTULO 4: EVALUACIÓN TÉCNICA Y ECÓNOMICA

4.1 EVALUACIÓN TÉCNICA

El proyecto además brinda ventajas tecnológicas a los equipos existentes dentro de la fábrica gracias a las características

de los dispositivos seleccionados los cuales poseen gran capacidad, rendimiento y durabilidad con respecto a otros

dispositivos;

Como el proyecto se enfoca en procesos industriales estos dispositivos son ideales para este tipo de control

El sensor de temperatura posee un precisión de 0.5ºC, mucho más cercano a la temperatura a controlarse.

Estos poseen entradas análogo/digital.

En lo que respecta la unidad controladora SIMATIC S7-200 modelo CPU 226 nos brinda una ventaja importante a nivel

técnico para la realización de este proyecto ya que presenta las siguientes características:

Es un PLC de uso netamente industrial.

Consta de 24 entradas y 16 salidas físicas el modelo CPU 226 con una ampliación de hasta 7 unidades remotas.

Opera con 256 relés internos

Conexión a E/S analógicas y digitales.

Comunicación por puerto estándar RS-485 adaptado a USB lo cual le provee una velocidad de transferencia de datos

comprendida entre 1,2 y 187,5 kbits/s.

Gracias a su diseño compacto, su capacidad de ampliación, su bajo costo y su amplio juego de operaciones, los Micro-

PLCs S7-200 son especialmente apropiados para solucionar tareas de automatización sencillas. Además, los diversos

93

tamaños y fuentes de alimentación de las CPUs ofrecen la flexibilidad necesaria para solucionar las tareas de

automatización.

Todo lo expuesto anteriormente hace que la producción antes de la propuesta del presente proyecto era de 11.25

toneladas mensuales si se utiliza la tecnología propuesta su producción aumentara a 45 toneladas mensuales.

4.2 EVALUACIÓN ECONÓMICA

Para determinar el costo total de la implementación, factor monetario, recursos financieros y estructuración de costos y

gastos es necesario realizar los siguientes puntos:

Inversión fija

Como su nombre indica, son todos los dispositivos y equipos que forman parte del sistema propuesto y que se adquieren

durante la etapa de instalación y/o funcionamiento del proyecto.

En el cuadro 4.1 se realiza la codificación por ítems que intervienen en el proceso de implementación del sistema.

CUADRO 4.1: Codificación por ítems de la Inversión Fija.

ÍTEM DESCRIPCIÓN

100 Sistema de Sensores

200 Sistema de Actuadores

300 Sistema de Control

400 Sistema de Aterramiento

500 Equipos

94

600 Otros Componentes

700 Herramientas Menores


4.2.1.1 Sistema de Sensores (Código 100)

En el cuadro 4.2 se muestra la codificación de los respectivos sensores utilizados en el presente proyecto.

CUADRO 4.2: Codificación de Sensores

Ítem Descripción Cantidad Costo en Bs. Año 2013

Unitario Total

101 Sensor de Temperatura 2 440,50 881,00

102 Sensor de Nivel 12 485,00 5 820,00

103 Sensor Infrarrojo 6 350,20 2 101,20

TOTAL (Bs.)…………………………………………………………. 8 802,20

TOTAL ($us.)………………………………………………………… 1 264,68

Elaboración: Propia (tipo de cambio 6,96) 12/09/2013.

4.2.1.2 Sistema de Actuadores (Código 200)

95

En el cuadro 4.3 se muestra la codificación de los actuadores utilizados en el Proyecto.

CUADRO 4.3: Codificación de Actuadores


Unitario Total

201 Focos ultravioletas 8 700,50 5 604,00

202 Motor 10 HP 5 3 799,70 18 998,50

203 Motor 3HP 4 2 467,10 9 868,00

204 Alarma Audiovisual 5 600,40 3 002,00

205 Electroválvula 5 521,00 2 605,80

206 Bomba de Agua Eléctrica 3 2 548,60 7 645,80

TOTAL (Bs.)…………………………………………………………. 47 724,10

TOTAL ($us.)………………………………………………………… 6 856,91


4.2.1.3 Sistema de Control (Código 300)

En el cuadro 4.4 se muestra la codificación de los dispositivos de control utilizados en el proyecto.

CUADRO 4.4: Sistema de control


Unitario Total

301 PLC S7-200 1 3 478,00 3 478,00

96

302 Unidad de Alimentación 1 427,00 427,00

303 Computadora 2 6 698,00 13 396,00

TOTAL (Bs.)…………………………………………………………. 16 192,00

TOTAL ($us.)………………………………………………………… 2 326,44


4.2.4 Inversión Total del Proyecto

La inversión total del proyecto viene a ser el conjunto de la inversión diferida, con la inversión fija y el capital de trabajo, el

cual nos dará el monto exacto de dinero que necesitamos para la implementación final del proyecto a manera integral

considerando todos los aspectos posibles. El cuadro 4.5 se muestra el total del proyecto.

CUADRO 4.5: Inversión Total del Proyecto

Elaboración: Propia (tipo de cambio 6,96) 12/09/13

Descripción Costo Total

Inversión Fija Total 386 069,04

Inversión Diferida Total 34 650,00

Capital de Trabajo 214 200,00

Total de Inversión del proyecto (Bs.) 603 734,04

Total de Inversión del proyecto ($us.) 86 743,39

97

4.2.5 Depreciación a lo largo del Proyecto

La depreciación de los activos fijos y el valor de salvamento, es calculado a través de un método depreciación lineal,

como se muestra en el cuadro 4.6

CUADRO 4.6: Depreciación a lo largo del Proyecto.

Concepto Costo en $us. Año Vida

Útil

Tasa Depreciació

n Teórica

Tasa Depreciación

Neta Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año5

Total Depreciación

Saldo por Depreciación

Sensores 1 264 5 20,00% 16,00% 202 202 202 202 202 1011 252

Actuadores 6 856 5 20,00% 16,00% 1 096 1 096 1 096 1 096 1 096 5 484 1 371

Unidad de Control 2 326 5 20,00% 16,00% 372 372 372 372 372 1 860 465

Aterramiento 356 5 20,00% 16,00% 56 56 56 56 56 284 71

Equipos Industriales 39 562 10 10,00% 8,00% 3 164 3 164 3 164 3 164 3 164 15 824 23 737

Componentes Electrónicos

2 385 5 20,00% 16,00% 381 381 381 381 381 1 908 477

Herramientas Menores 76 5 20,00% 16,00% 12 12 12 12 12 60 15

Total depreciación 52 825 5 283 5 283 5 283 5 283 5 283 26 431 26 388

Fuente: Impuestos Nacionales IUE. Elaboración: Propia.

98

4.2.6 Ingresos del Proyecto

CUADRO 4.7: Producción Total del Proyecto

Producción Anual

Cantidad en Kg. 540 000,00


CUADRO 4.8: Ingresos por ventas

Producción Anual

Cantidad en Bs. 600 000,00

Ganancia en $us. 86 206,00

Elaboración: Propia (tipo de cambio, 6,96).

La producción actual de salsa de tomate es de 135 toneladas anuales. Con el sistema propuesto se pretende alcanzar las

540 toneladas anuales, es decir cuadriplicar la producción dentro de la empresa Gonzales.

99

4.2.7 Flujo de Caja

El flujo de inversiones de un proyecto anualmente donde todos los ingresos que genera el proyecto son mostrados con

signo positivo y todos los egresos están mostrados con signo negativos, todos los montos están dolarizados con el tipo

de cambio 6,96. De las ganancias o pérdidas que se han obtenido en un año de funcionamiento del proyecto. A

continuación se presenta el cuadro 4.18 se muestra el estado de resultado sin financiamiento.

CUADRO 4.9: Flujo de Caja

Componentes/Años Año 0 Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5

Ingresos 86 206 86 206 86 206 86 206 86 206 431 030

Costos -54 698 -54 698 -54 698 -54 698 -54 698 1 212 799

Depreciación -5 283 -5 283 -5 283 -5 283 -5 283 26 415

Flujo antes de impuestos 26 225 26 225 26 225 26 225 26 225 131 125

Impuestos (IUE 25%) -6 556 -6 556 -6 556 -6 556 -6 556 32 780

Flujo después de impuestos 19 668 19 668 19 668 19 668 19 668 98 340

Depreciación 5 283 5 283 5 283 5 283 5 283 26 415

Inversión Inicial -60 628

Valor residual 26 388

Flujo neto de fondos -60 628 24 951 24 951 24 951 24 951 24 951 26 388

B/C 2,84

TOTAL INGRESOS 483 855

TOTAL EGRESOS 170 114

Flujo Neto de Fondos 653 969

Elaboración: Propia (Tipo de cambio 6,96)12/09/13

101

CAPÍTULO 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CAPÍTULO 5: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1 CONCLUSIONES

Con el análisis realizado dentro de la Empresa Gonzales se pudo observar las distintas etapas de producción que

permiten realizar el proceso de elaboración de salsa de tomate.

Se logró determinar los equipos y dispositivos mecánicos/electrónicos de control y monitoreo para el diseño del

sistema.

Se estableció los algoritmos funcionales entre variables de entrada y salida para el diseño del sistema de control y

monitoreo del proceso de producción de salsa de tomate.

Se logró efectuar la evaluación técnica y económica del proyecto que nos permitió verificar la viabilidad del proyecto.

La evaluación económica muestra la viabilidad del proyecto con el siguiente resultado: la relación beneficio/costo

(B/C) del proyecto muestra como resultado 2,84. Esto significa que se recupera el valor de la inversión y por cada

dólar invertido se tiene una utilidad de 1,84 centavos de dólar.

5.2 RECOMENDACIONES

102

Para optimizar el aprovechamiento del sistema de control propuesto se recomienda las siguientes consideraciones:

Se recomienda implementar el presente proyecto de grado para incrementar la producción.

Se debe realizar una capacitación de todo el personal que trabaje en la empresa.

El presente proyecto puede ser utilizado como un proyecto piloto para plantas productoras de salsa de tomate

siempre y cuando tenga características similares al propuesto.

BIBLIOGRAFÍA

Libros de Consulta

GRIMM / RESLER, (2000) “Diseño y manejo de PLC Tomo 1 Cap. III.

KINDERMANN, G (1998) “Aterramiento Eléctrico” 4° edición– J. M. Campagnolo, editorial SagraLuzzatto, Porto Alegre

– Brasil.

REVISTA DANFOSS, (2004) “Técnica y práctica del automatismo”.

ZEGARRA, J (2006)“4 Formas de realizar una tesis”.

PALLAS, R. etal. (2001) “SensorsConditioning”, 2da Edición. Editorial New York. USA.

NORIEGA. etal. (2001) “Sensors and SignalConditioning”, 4da Edición. Editorial New York. USA.

OGATA, K. (2003) “Ingeniería de control moderna”. 4ra Edición. Editorial Prentice Hall, Person Educación S.A. España.

TOMASI, W. (2003) “Sistemas de Comunicaciones Electrónicas” Prentice – Hall, México.

SANTOS, J. México (1982) “Técnicas de automatización Industrial”. Limusa.

103

“Alimentación en España 2000. Producción, industria, distribución y consumo”.3ª Edición, Empresa Nacional Mercasa,

(2000). Madrid, España.

BILTON, R.; Gerber, M.; Groiler, P.; Leoni, C.“The white book on antioxidant in tomatoes and tomato products and

their health benefits”. FAIRCT-97-3233. Tomato News. (2001).

BURGEOIS, C.M. y Tirilly, L.“Tecnología de las Hortalizas”. Ed. Acribia (2002).

GOULD, W. A.“Commercial production of tomatoes”, (1983).

LEONI, C.“Ilderivatiindustriali del pomodoro”. Stazionesperimentale per la industria della conserve alimentar. SSICA.

Parma (1993).

“Nuevo manual de industrias alimentarias”. A. Madrid Vicente, J. Madrid

CENZANO. Editorial AMV Ediciones, Madrid (2001).

CALVETTY AMBONI, B. 2004. Métodos eléctricos de prospección. FCAGLP. UNLP. Inéd.La Plata. (2005).

Páginas WEB

(www-01).[http://turnkey.taiwantrade.com.] (10/02/2013)

(www-02).[http://www.bo.all.biz](11/02/2013)

(www-03).[http://jeaser-productosfruverprocesados.blogspot.com] (13/02/2013)

(www-04).[http://www.plusformacion.com](15/02/2013)

(www-05).[http:// www.ilustrados.com] (16/02/2013)


http://www.google.com.bo/url?sa=i&source=images&cd=&cad=rja&docid=cMv4XC2CB2ajcM&tbnid=CFIYOJyzYubvPM:&ved=0CAcQjB0wAA&url=http%3A%2F%2Fwww.bo.all.biz%2Fketchup-picante-g7438&ei=EyRjUYm1O-nE4APcpoDoCg&psig=AFQjCNHXsUTSerP6kHHs4OuA40kfK9diaA&ust=1365538196003441

104



(www-09).[http://www.ilustrados.com](26/02/2013)

(www-10).[http://www.ilustrados.com](27/02/2013)

(www-11).[ http://www.apuntes-ibf.blogspot.com](05/03/2013)

(www-12).[ http://www.meditecbrasil.com](06/03/2013)

(www-13).[ http://wwwdi.ujaen.es/](10/03/2013)





(www-18).[ http://www.diarioelectronicohoy.com](23/03/2013)

(www-19).[http://www.wartung-automation.com.ar](25/03/2013)

(www-20).[http://www.elemon.com.ar](28/03/2013)

(www-21).[http://industrial.omron.es](01/04/2013)

(www-22).[http://www.convel.com.mx/produc_7.html](03/04/2013)

(www-23).[http://www.electrosolca.com/productos.php](05/04/2013)

(www-24).[ http://www.gruasgaribi.mex.t](06/04/2013)

(www-25).[ http://www.ebapivitoria.blogspot.com](10/04/2013)

(www-26).[ http://www.nemsis-zero-dei-h-m.blogspot.com/] (12/04/2013)

(www-27).[http://www.casadomo.com.](13/04/2013)

http://www.ilustrados.com/

http://www.google.com.bo/url?sa=i&source=images&cd=&cad=rja&docid=XHx97h3fAN09kM&tbnid=P4KqpNrvkQbfzM:&ved=0CAcQjB0wAA&url=http%3A%2F%2Fapuntes-ibf.blogspot.com%2Fp%2Fplc.html&ei=LiNjUZWFBtHJ4AP2s4HoCQ&psig=AFQjCNGtt5LEGY1Ok1KZS4xxrykcNcURdQ&ust=1365537966137726

http://www.meditecbrasil.com/

http://wwwdi.ujaen.es/

http://www.google.com.bo/url?sa=i&rct=j&q=sensores+piezoelectricos&source=images&cd=&cad=rja&docid=ZVEeJlizsliQnM&tbnid=pmVOQCWfH9HTaM:&ved=0CAQQjB0&url=http%3A%2F%2Fwww.diarioelectronicohoy.com%2Fanillos-piezoelectricos-para-medida-de-fuerzas%2F&ei=1hZjUevtPKux0QHcew&bvm=bv.44770516,d.dmg&psig=AFQjCNEKzRQxgONUHnH07QcR23Oip_XdDA&ust=1365534787018409

http://www.google.com.bo/url?sa=i&rct=j&q=termistores&source=images&cd=&cad=rja&docid=zn3jAcXKImrL3M&tbnid=lPDD3P4gMXmZdM:&ved=0CAQQjB0&url=http%3A%2F%2Fwww.elemon.com.ar%2Felemon%2FBuscarRubros.aspx%3FGrupoId%3DTE&ei=CyFjUdHFIdDI0gGO_IGAAg&bvm=bv.44770516,d.dmg&psig=AFQjCNHdVPIdb1Q9hT3U0XG5fFHhY0576Q&ust=1365537412171421

http://www.gruasgaribi.mex.t/

http://www.google.com.bo/url?sa=i&rct=j&q=actuadores+neumaticos&source=images&cd=&cad=rja&docid=DiE6Yk_jF61tDM&tbnid=d8S-AIokCUdLpM:&ved=0CAQQjB0&url=http%3A%2F%2Febapivitoria.blogspot.com%2F2010%2F05%2Factuadores-neumaticos-tipos.html&ei=nx5jUY73O-nC0QHCvYCwCQ&bvm=bv.44770516,d.dmg&psig=AFQjCNHaJUb6JMD8Fh1F_2d0QtLr6-zQuA&ust=1365536788800877

http://nemsis-zero-666-dei-h-m.blogspot.com/

http://www.casadomo.com/

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(www-28).[http://www.cirprotec.com.](15/04/2013)

http://www.cirprotec.com/

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