5/17/2018 DISE O DE LA MÁQUINA de higuerilla - slidepdf.com

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DISEÑO DE LA MÁQUINA

ALTERNATIVAS DE EXTRACCIÓN DE ACEITE VEGETAL

TORNILLO EXTRACTOR

Consiste en un solo husillo que gira libremente dentro de un cilindro, barril o camisa; estosdos elementos interactúan a manera de una bomba elevando la presión de la mezcla,extrayendo el aceite y drenándolo a través de las ranuras u orificios y liberando la torta pormedio de un agujero llamado dado.Para elevar la presión en un tornillo simple existen variaciones de geometría que influyendirectamente en el comportamiento de la mezcla mientras permanece dentro del cilindro,además la forma del tornillo también influye en la potencia requerida para la extrusión y porende en el calor generado en el proceso, dado que gran parte de la energía se libera encalor.

En la figura se aprecia las tres secciones, la zona de alimentación, la zona de medición ocompresión, la zona final o dosificadora. Desde la zona de alimentación hasta la zonadosificadora la compresión aumenta progresivamente y en ésta última es donde la mayoríade la energía mecánica es disipada, causando que la temperatura de las semillas seincremente rápidamente transformándola de un estado granular, a un estado de masaplástica, está masa estará compuesta de parte líquida y sólida, las cuales se separarán pormedio de los agujeros en la camisa y a través del dado, respectivamente.

PARÁMETROS DE OPERACIÓN

TEMPERATURA

La temperatura en el proceso de extracción de aceite tiene que estar en el intervalo de unrango aceptable, esto en base a experiencias empíricas que han sidoproporcionadas porpersonas que han trabajado con esta semilla. El control de temperatura es importante,debido a que en un proceso de extracción en la cual ésta supere los 50 C el aceite obtenidotiende a elevar el contenido de fósforo, lo cual en el momento de fabricar biodiesel seproduce daños dentro de la cámara de combustión de los motores. En conclusión elproceso debe ser eficiente para que la energía mecánica no se disipe excesivamente encalor.

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En la zona de dosificación la temperatura debe ser superior que en la zona de compresión,para que el producto sólido a extruirse tenga facilidad de desfogue.

HUMEDADLa humedad de la semilla se la determina antes de entrar al proceso de extrusión, esta

humedad debe ser controlada, ya que las semillas en sus células poseen, aparte de aceite,cierta cantidad de agua. Es necesaria la disminución de la humedad, desde elalmacenamiento de la semilla, a fin de evitar la germinación y/o descomposición de ésta enlos silos de bodegaje, así como también en el proceso mismo de extracción de aceite.

PRESIÓN DE EXTRACCIÓNLa presión necesaria para poder extraer aceite vegetal a partir de semillas requiere serelevada, ya que por efecto de ésta, las células oleaginosas comienzan a romperse y logranque el aceite dentro de ellas empiece a fluir.

CAPACIDAD DE PROCESAMIENTO

La capacidad de procesamiento está determinada por la cantidad de semilla que se puedarecolectar y también por la demanda que el aceite pueda tener una vez extraído, paranuestro caso la capacidad de procesamiento es de 50.000 semillas/hora.

DISEÑO DE ELEMENTOS DE LA MÁQUINA DE EXTRACCIÓN

Una vez determinados los parámetros de operación y funcionamiento de la máquina, sedebe proceder con el diseño de los elementos de ésta.

TORNILLOEn el tornillo se debe poner énfasis en tres partes medulares: los hilos, la flechapropiamente dicha y la chaveta que se acoplará al moto reductor.

DISEÑO DE LAS CAMISASEl método del diseño de la camisa se desarrollará asumiendo que la presión de trabajo deextrusión va a ser la presión interna de un cilindro de pared gruesa.   Para ello se asumiráque la presión interna será la presión máxima de trabajo en cada uno de los elementos,debido a que los cilindros son intercambiables por objeto de prueba.

DISEÑO DEL DADO

El dado al ser un cilindro que tiene presión interna semejante a la de las camisas tiene undiseño similar a estas. Igualmente se considera un cilindro de pared

DISEÑO DE JUNTAS ROSCADAS DE LAS CAMISAS Y EL DADOLa máquina diseñada tiene una configuración de juntas roscadas con el fin de intercambiarsus camisas para objetos de prueba de operación y además poder realizar elmantenimiento del tornillo.Debido a la presión existente en el interior del extrusor, las juntas roscadas estánsometidas a dos tipos de esfuerzo: esfuerzo de corte y esfuerzo de aplastamiento.

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 SELECCIÓN DE RODAMIENTOSPara la selección de rodamientos se tendrá en cuenta parámetros típicos tales como:estado de carga, velocidad de rotación, temperatura de trabajo, tipo de lubricación, entreotros.

DISEÑO DEL BASTIDORPara el diseño del bastidor, se tendrá en cuenta la carga que soporta el tipo de material,esto a fin de elegir los elementos estructurales respectivos, la estructura que soporta a lamáquina no es un parámetro determinante en el funcionamiento de la misma.

DISEÑO DE LA TOLVALa tolva es el componente del extrusor de diseño más simple, es el lugar donde sealmacena el material a procesar. El material debe ser el suficiente para que se tenga unaalimentación constante al sistema y este se mantenga trabajando de manera

ininterrumpida.

Para un buen funcionamiento de la tolva se tomacomo regla general que la garganta dealimentación debe tener un diámetro igual aldiámetro nominal del husillo. La altura total de latolva dependerá del material que se quieraalmacenar y a que intervalo se quiere estar

llenando nuevamente.

Desarrollo de la tolva en plano

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ELEVADOR DE CANJILONES

El elevador de canjilones nos permite transportar la semilla hasta la tolva de forma sistematizada yautomática

1. ¿EXISTE ALGÚN RIESGO EN SU UTILIZACIÓN?

La máquina que se pretende realizar estará acondicionada con los mejores procesos defuncionamiento y así mismo como es de forma automatizada la intervención del hombre con esta espoca, por lo que no existiría riesgos tan prolongados de accidentes o fallas técnicas de la máquinapor intervención humana, también se ha establecido normas de seguridad de acuerdo a losrequerimientos de construcción de esta máquina.

2. ¿QUÉ OTRAS MÁQUINAS PODRÍAN CUMPLIR LA MISMA MISIÓN?

Para poder realizar nuestro diseño hemos optado por mirar varios tipos de maquinas existentes enel proceso de extracción de aceite, para lo cual tenemos los diseños de algunas máquinas quesobresalen en el mercado.

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MÁQUINA EXTRACTORA DE ACEITE DE SEMILLAS PARA LA ELABORACIÓNDE BIODIESEL