FILETEADORA DE PESCADO
MEMORIA DESCRIPTIVA Y CÁLCULO.
Elaborado Por:
Revisado Por:
Conforme:
ING. PEDRO RIVAS
ING.FAUSTO CARPENTIERO ING. JHON MILLAN
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1. Objetivo. ............................................................................................................ 3
. ............................................................................................................................... 3
2. Descripción........................................................................................................ 3
3. Alcance.............................................................................................................. 3
4. Normativa Aplicada. .......................................................................................... 4
d. Buenas Prácticas de Fabricación, Almacenamiento y Transporte de Alimentos
para Consumo Humano. Gaceta Oficial Número 36.671, 2007. ............................. 4
5. Bibliografía y/o Publicaciones de consulta. ....................................................... 4
6. Criterios de Diseño. ........................................................................................... 4
6.1. Ergonomía. .................................................................................................. 4
. ............................................................................................................................... 5
7. Memoria de Calculo. ......................................................................................... 5
8 Estructura Inferior y Superior............................................................................. 5
8 Motor Reductor.................................................................................................. 8
9 Árboles. ........................................................................................................... 10
10 Esfuerzo por torsión en los Árboles. ............................................................. 12
11 Rodamientos. ............................................................................................... 16
12 Banda transportadora. .................................................................................. 18
13 Cuchillas ....................................................................................................... 19
14 Poleas. ......................................................................................................... 20
15 Correa .............................................................................................................. 21
16 Tamaño del pescado. ....................................................................................... 23
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1. Objetivo.
Diseñar un modelo de fileteadora de pescado para ser implementado en las
plantas o fábricas operativas de la corporación para su consumo interno y como
posible servicio a las comunidades adyacentes.
2. Descripción.
El diseño y representación de un equipo que realiza el fileteado de varias
especies de pescados. Estas especies son: la Cachama, el Lebranche, el Mero
y el Pargo. Este diseño será utilizado en una fábrica de maquinaria procesadora
de alimentos ubicada en Villa de Cura, Edo Aragua. Para la realización del
diseño se tomaron en consideración varios factores, que influyen al trabajar con
especies del mar, como es la inocuidad, el tamaño y espesor. Para así cumplir
con las normas que rigen el trabajo con alimentos.
3. Alcance.
Uno de los objetivos del diseño es mejorar y aumentar la producción de pescado
procesado a nivel nacional, con la fabricación de maquinaria. La máquina consiste
básicamente en el traslado del pescado, a la zona de corte, donde con dos cuchillas
fijas se separan los filetes de la espina dorsal del animal; un operario debe colocar
el pescado en el área inicial de la banda transportadora y otro debe recibir los filetes
y la espina del pescado. El pescado pasa por tres procedimientos previos al
fileteado, lavado, descamado y eviscerado, luego de estos procesos deben ser
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retiradas la cabeza y la cola del mismo para pasar a ser fileteado y por último, pasar
a ser empacado, congelado y distribuido a los consumidores
4. Normativa Aplicada.
a. COVENIN 1431:82 “Agua Potable Envasada”
b. COVENIN 2273:91 “Principios Ergonómicos de la Concepción de los
Sistemas De Trabajo”
c. Reglamento de las Condiciones de Higiene y Seguridad en el Trabajo.
Gaceta Oficial Nº 1.631, diciembre 1973.
d. Buenas Prácticas de Fabricación, Almacenamiento y Transporte de
Alimentos para Consumo Humano. Gaceta Oficial Número 36.671,
2007.
5. Bibliografía y/o Publicaciones de consulta.
Grupo Del Estudio Latinoamericano De Nutrición Y Salud, (Volumen 30 N° 1. 2017),
“Estudio Venezolano De Nutrición Y Salud: Perfil Antropométrico y Patrón de
Actividad
Física”.
Anales
Venezolanos
de
Nutrición.
https://www.analesdenutricion.org.ve/ediciones/2017/1/art-5/
6. Criterios de Diseño.
6.1. Ergonomía.
Para la elaboración de las estaciones de trabajo se tomaron como parámetros
antropométricos un hombre adulto (35 a 49 años) Venezolano promedio:

Operador de 1,71 m de estatura

Peso de 80 kg.
Esto permite dimensionar los espacios de trabajo para la operación de lavado
de botellones, el llenado y finalmente la operación de tapado, por lo que se
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establece una mesa de trabajos de 1.80 m de largo x 90 cm de alto, así como
el resto de medidas en relación al alcance por extinción de brazos y mejor
postura de trabajo, dicha mesa puede ser operada por hasta dos personas.
Por otra parte los operadores contaran desde las estaciones de llenado hasta
la de tapado con una rejilla de tubos que permita movilizar el botellón una vez
lleno con menor esfuerzo, hasta el momento de entrega del producto.
.
7. Memoria de Calculo.
8 Estructura Inferior y Superior.
El equipo fileteador consta de varias partes, comenzaremos por la base
principal, está hecha de tubos rectangulares y cuadrados, las patas son de tubos de
21/2 x 2-1/2 pulgadas o 635 x 635 mm. La parte superior de la mesa está hecha de
tubo rectangular de 2 x 1 pulgadas o 50,8 x 25,4 mm.
El material de estos tubos es Acero ASTM-A53 laminado en frio, las propiedades
mecánicas son: σf = 241 MPa y σu = 344 MPa. Material resistente al uso que se le
dará.
A continuación, se presenta la información de los catálogos de producto para la
escogencia de estas partes
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Características Dimensionales del tubo Estructural de 2x1 pulgadas
(CONDUVEN)
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Una de las partes de la estructura inferior, es una barra solida, del mismo
acero ASTM-A53, de la siguiente medida, 2 x 1 pulgadas,. El perfil de esta barra se
muestra a continuación
Dimensiones Sección Peso Propiedades Estáticas
CARACTERISTICAS DIMENSIONALES ASTM-A53
Tabla 5: Características dimensionales del Tubo de Acero inoxidable CONDUVEN
2x1 Pulgadas. Fuente: http://www.materialeslosandes.com/conduven.pdf
Perfil de la barra medidas en milímetros
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Dicha estructura se presenta a continuación, está conformada por dos partes que
se unen, ambas son las bases para los árboles, que mueven las bandas
transportadoras
8 Motor Reductor.
Según las necesidades del sistema para su funcionamiento, se ha realizado
un proceso de selección del respectivo motor-reductor. Es necesario conocer los
requerimientos de potencia y torque en cada punto del sistema, para lograr una
selección correcta de los materiales.
Para el desarrollo del proceso se tomó como velocidad de referencia, para el
avance de los pescados 120 m/min. La misma le dará al operario un tiempo de 6 s
para colocar el pescado en la banda transportadora y también es la velocidad que
manejan las maquinas fileteadoras de carne de manera industrial. Con este dato de
velocidad y el valor del diámetro, escogido por las dimensiones de la estructura,
calculamos las rpm para hacer la escogencia del motor.
V= 12m/min V= 0,2 m/s
DArbol = 20 mm
DArbol = 0,02 m
La velocidad angular es:
En rpm la velocidad angular w = 191 rpm
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La siguiente variable a conocer es la fuerza de corte,
se tomó en
consideración la resistencia al corte que ejerce la carne de res, para obtener una
aproximación de la fuerza necesaria. La próxima imagen nos muestra la resistencia
al corte que ejerce esta carne, según sus períodos de maduración, en días postmortem:
Con el dato de la fuerza y la velocidad, calculamos la potencia motriz.
Transformando los Watts a HP tenemos:
Con este resultado obtenido ubicamos en los catálogos de motores de la marca
Falk®, el motor adecuado que satisface los requerimientos es, un motor de la línea
T10 de la marca Falk, modelo 1020T
Motor 1020T características:
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-Torque = 52 N.m -Velocidad permitida = 4500 rpm -Diámetro Máximo del eje del
motor = 28 mm -Diámetro Mínimo del eje del motor = 13 mm.
9 Árboles.
Los árboles son elementos de maquinas que giran siempre con los elementos que
soportan (poleas, ruedas dentadas, etc.) a los que hacen girar o giran con ellos.
Estos elementos que soportan se fijan por medio de chavetas, ranuras estriadas o
uniones forzadas. Los árboles de transmisión descansan radialmente sobre
cojinetes o rodamientos, y cuando están dispuestos verticalmente, su extremo
inferior se apoya sobre quicioneras.
Para este diseño usaremos cuatro arboles, dos serán conductores y dos serán
conducidos, el trabajo será el movimiento de las bandas transportadoras del
pescado a través de la zona de corte. En cada uno de los casos se ha tomado en
cuenta las diferentes discontinuidades que debe presentar el árbol para el correcto
funcionamiento de los elementos que se acoplan al mismo.
Por el tamaño que tiene la base mostrada anteriormente y que será construida
con tubería estructural de 2 x 1 pulgada, los arboles tendrán las longitudes y
diámetros que se muestran a continuación, por medio de estudio de torsión,
flexión y fatiga se comprueba que no existe falla.
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10 Esfuerzo por torsión en los Árboles.
Teniendo ya el valor del torque del motor seleccionado, procedemos a la
verificación de falla por Torsión, usando el criterio de de Tersca (Esfuerzo Cortante
Máximo). Para la selección del diámetro se usa la Torsión por ser la mayor fuerza
aplicada a los árboles, también se comprobará falla por flexión y fatiga.
Calculando el Momento Polar de Inercia J: Con el valor del Momento polar de
Inercia, calculamos el esfuerzo cortante máximo en la periferia del árbol.
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Este valor de esfuerzo se compara con el
del Acero a utilizar, la recomendación
por investigación es acero inoxidable austeníticos de Molibdeno, Cromo y Níquel.
Específicamente AISI 316.
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A partir de la grafica tenemos que CD es de 0,85
El valor de Sn o resistencia a la fatiga. Para los aceros inoxidables de ha
determinado que equivale a un 35% del valor de la resistencia a la tracción. Para
el acero usado AISI 316, tiene un valor de 515 MPa. Por lo que
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Sn = 0,35 x 515 MPa.= 180,25 MPa
Calculando S'n
S'n = 124,102 MPa
Teniendo estos datos calculamos el diámetro para verificar la fatiga.
D= 20, 93 mm
Este valor de diámetro es menor al de 50 mm que tiene el área del árbol que está
en contacto con la banda transportadora, donde está ubicada la fuerza.
11 Rodamientos.
El rodamiento o cojinete de rodadura es un elemento mecánico que se sitúa entre
dos componentes de una máquina, con un eje de rotación común, de forma que un
componente puede girar respecto al otro.
Se utiliza en las máquinas rotativas como apoyo o soporte de los elementos
portadores:
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- Soporte de ejes: anillo interior fijo y anillo exterior móvil - Soporte de árboles: anillo
exterior fijo y anillo interior móvil
Son un sistema mecánico diseñado para que los rozamientos originados durante el
giro no sean de deslizamiento si no de rodadura.
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12 Banda transportadora.
En el transporte de productos alimentarios, la higiene juega un papel
extremadamente importante. El material de la banda debe ser químicamente inerte,
En las plantas procesadoras, los productos se transportan mediante bandas
transportadoras para minimizar el contacto humano con el producto y aumentar la
eficiencia logística, para este tipo de transporte pueden utilizarse tanto bandas
modulares como bandas de PVC/PU.
El criterio para la escogencia de la banda transportadora a utilizar, es la fuerza
tangencial en los árboles, que fue calculada en el estudio por flexión, esta es de
1040N, con este valor buscamos en los catálogos disponibles de bandas
transportadoras para la industria alimenticia.
La longitud de las bandas es: La superior tiene 579 mm de longitud y 320 mm de
ancho; la longitud de la inferior es de 740 mm de longitud y 320 mm de ancho, el
fabricante las ofrece con grapas para ajuste a la medida del equipo.
Ubicando los catálogos nación
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13 Cuchillas
La máquina consta de dos cuchillas que son las encargadas de producir el
filete de pescado, estas se encuentran fijas, una en la estructura inferior por encima
de la banda transportadora, la otra en la estructura superior unida a dos tubos que
a su vez están fijos a la estructura superior.
Esta cuchilla está hecha de acero inoxidable AISI 316, al igual que los
árboles, debido a que es el acero utilizado en la industria alimenticia, resistente a la
corrosión y cumple con las solicitudes mecánicas de la fileteadora.
La siguiente figura nos muestra las cuchillas que tendrá la fileteadora, las
medidas se obtienen por el tamaño de las estructuras, la mejor ubicación es en la
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mitad de la estructura superior con dos patas que la fijan, la otra esta fija
directamente en la estructura inferior, se doblara el acero del cuchillo y estará fijo
con tornillos.
Cuchilla de corte superior, medidas en milímetros, el espesor de la hoja es
de 0,9 mm
14 Poleas.
Una polea es una máquina simple, un dispositivo mecánico de tracción que
permite la transmisión de una fuerza. Consiste en una rueda que gira sobre un eje
central y provisto de un canal en su periferia por donde pasa la correa.
Para la fileteadora la manera más simple de transmitir el torque del motor a
los árboles es usando este dispositivo, para la selección usamos la fuerza
tangencial.
Teniendo el torque del motor Tm = 52 N.m y manejando un diámetro de 20
mm por condiciones geométricas, calculamos cual es la fuerza tangencial para este
valor de diámetro. Primeramente:
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Para esta máquina la relación de transmisión es igual a uno, no se necesita
ni aumentar ni disminuir el torque transmitido por lo que usando el diámetro de 50
mm que es el diámetro de los árboles tenemos que, con este valor de fuerza
verificamos en el catálogo, de Roda unión donde se ubica una polea en V perfil DIN
2215 con perno de sujeción, que nos permite que la polea gire, acoplada al árbol
sin movimientos axiales. La siguiente figura nos muestra el perfil de la polea
15 Correa
Elemento mecánico que efectúa la transmisión del movimiento entre árboles
paralelos, mediante las fuerzas de rozamiento que se producen entre la correa y las
poleas sobre las cuales se ubica. Las correas pueden ser planas, trapeciales o
dentadas. Las últimas difieren fundamentalmente de las demás, pues el movimiento
no se transmite por rozamiento, sino por el empuje que ejercen los dientes de la
correa sobre los de las poleas.
Para la máquina fileteadora usaremos una correa
trapezoidal modelo Optibelt VB correa trapecial clásica, un tipo de correa usado en
la industria alimenticia y otros del ramo textil por su versatilidad y poca deformación
permitiendo la transmisión del torque, la correa es seleccionada a partir del cálculo
de la fuerza sobre el árbol conductor, realizado en el estudio de flexión
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16 Tamaño del pescado.
Para garantizar un buen fileteado del pescado es importante conocer el tamaño de
esta materia prima, por eso se realizó una verificación que medidas tienen, los
distintos tipos de pescado que se manejaran, este trabajo de verificación garantizara
mejores filetes, menos desperdicios. Además de tomar en cuenta los datos
encontrados en la bibliografía consultada, se realizaron mediciones de una muestra
de animales en algunos mercados y distribuidores de pescado en las zonas de
Caracas.
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