Diseño de un sistema de control y monitoreo para la medición, dosificación y mezclado de insumos para la preparación de alimentos balanceados

Abstract

La presente investigación se fundamenta en el diseño de un sistema de control y monitoreo para optimizar la medición, dosificación y mezclado de insumos en la preparación de alimentos balanceados, debido a que es un problema frecuente en la industria alimentaria para la crianza de aves, ya que la gran mayoria en sus procesos utilizan pulsadores que no les permiten controlar sus máquinas o equipos con precisión, existiendo ineficiencias en los tiempos de mezclado, errores en el pesaje de los insumos para la elaboración de bacth, los cuales afectan la calidad del alimento balanceado. La empresa evaluada cuenta 12 tolvas de insumos de 14 TM y 7 TM (soya integral, maíz molino, torta soya ame, torta de palmiste y afrecho de trigo), tolva balanza de 3 TM y con motores eléctricos trifásicos los cuales accionan tornillos sin fin, transportadoras de cadenas y una mezcladora horizontal, encontrando una variación en el tiempo de mezclado de ±50 segundos y una diferencia pesos entre batch de ±200 gramos, reflejando una confiabilidad global de 36.42% en el cual valores por debajo de una confiabilidad global de 50% son críticos. Para dar solución a esta problemática se implementaron sensores de nivel NG3100 cable UWT, sensor de peso LTI laser Sensovant, pistones neumáticos lineales y PLC SIMATIC S7-400, porque exclusivamente se utiliza para el control de silos en procesos batch, y trabajan con producciones hasta un rango máximo de 500 TM/día siendo viable, debido a que la empresa tiene una producción máxima de 400 TM/día. La programación se fundo en 10 diagramas de memorias automatizados en el leguaje Ladder para los alimentos balanceados: aves machos (EA3-F40, EA5-F40, EA6-F40, EA7-F40), aves hembras (EA3-F41, EA5-F41, EA6-F41, EA7-F41) y aves reproductoras (RA1-F22, RA8-F22). Para la programación se utilizó diagramas ladder, porque es un lenguaje gráfico muy conocido en el entorno de los autómatas programables y se fundamenta en esquemas eléctricos de controles clásicos, de manera que todo ingeniero o técnico en la línea eléctrica puede acoplarse fácilmente a este tipo de lenguaje. Concluyendo que el proyecto es viable financieramente con un valor actual neto de 458774.00 U$$ y una tasa interna de rentabilidad de 220%. Asimismo el diseño del sistema de control y monitoreo tiene una inversión de 43851.14 U$$ para obtener un beneficio útil de 96360.00 U$$/año con un periodo de retorno de la inversión de 5.5 meses.