TESIS - UNI: Pgina de .tesis para optar el ttulo profesional de:. ingeniero mecnico javier

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  • UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA

    FACULTAD .DE INGENIERA MECNICA

    "CLCULO Y DISEO DE UN SECADOR DE PLATOS DE

    2,5 TM/HR PARA HARINA DE PESCADO",

    TESIS

    PARA OPTAR EL TTULO PROFESIONAL DE:.

    INGENIERO MECNICO

    JAVIER ISRAEL KUPERMAN DE LA PUENTE

    PROMOCIN 1 984 - ll-

    LIMA-PER

    .2004

    ALUMNONuevo sello

  • DEDICATORIA

    En memoria a mi Seora Madre

    CRISTINA, quien me ayud y

    brind su apoyo para esforzarme

    y llegar hasta lograr lo que soy.

    Javier Israel Kuperman de la Puente

  • TABLA DE CONTENIDO

    PRLOGO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

    CAPTULO I

    :INTRODUCCIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

    1.1 GENERALIDADES .................................... 7

    1 . 2 OBJETIVOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

    1 . 3 ALCANCE . . . . . . . . . ~ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

    CAPTULO II

    2 .1 EL SECADOR EN LA INDUSTRIA DE LA HARINA DE

    PESCADO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

    2.1.1 POR EL MTODO DE TRANSMISIN DE CALOR A LOS

    SOLIDOS HMEDOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 O

    2.1.2 POR LAS CARACTERSTICAS Y LAS PROPIEDADES

    FSICAS DEL MATERIAL SECADO ............... 10

    2.1.3 FACTORES IMPORTANTES ...................... 11

  • VI

    2. 1. 3. 1 PROPIEDADES DEL MATERIAL QUE SE VA A

    MANEJAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

    2.1.3.2CARACTERSTICAS DE DESECACIN DEL

    MATERIAL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

    2.1.3.3CIRCULACIN DEL MATERIAL QUE ENTRA Y SALE

    DEL SECADOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

    2. l. 3. 4 CUALIDADES DEL PRODUCTO ............... 13

    2 .1. 3. 5 PROBLEMAS DE RECUPERACIN ............ 13

    2.1.3.6INSTALACIONES DISPONIBLES EN EL SITIO DE

    UBICACIN PROPUESTO ................... 13

    2.2 TIPOS DE SECADORES .............................. 14

    2. 2. 1 SECADORES INDIRECTOS ...................... 14

    2 . 2 . 1 . 1 CONTINUOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

    2. 2. 1.1. 1 SECADORES DE CILINDRO .......... 16

    2. 2 .1.1. 2 SECADORES DE TAMBOR .... 16

    2.2.1.1.3 SECADORES DE TRANSPORTADOE DE

    TORNILLO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

    2.2.1.1.4 SECADORES ROTATIVOS DE TUBO DE

    VAPOR . . . . . . . . . . . 17

    2.2.1.1.5 SECADORES DE BANDEJAS VIBRADORAS17

    2 . 2 . 1 . 1 . 6 TI POS ESPECIALES . . . . . . . . . . . . . . . 1 7

    2 . 2 . 1 . 2 POR LOTES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

    2.2.1.2.1 SECADORES DE ARTESOS AGITADAS .. 18

    2.2.1.2.2 SECADORES POR CONGELACIN ..... 18

  • .\

    VII

    2.2.1.2.3 SECADORES ROTATORIOS AL VACIO .. 19

    2.2.1.2.4 SECADORES DE BANDEJASAL VACIO. 19

    2.3 DIFERENCIAS Y VENTAJAS ENTRE SECADOR DIRECTO Y

    SECADOR INDIRECTO ............................ 20

    2. 3.1 SECADORES DIRECTOS ...................... 20

    2.3.2 SECADORES INDIRECTOS ... 22

    2.4 SECADOR INDIRECTO DE PLATOS DE 2.5(TON/HR) ..... 24

    2.4.1 DESCRIPCIN ............................ 24

    2. 4. 2 OPERACIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

    2.4.3 PUESTA EN MARCHA DEL SECADOR .............. 30

    2. 4. 4 DETENCIN DEL SECADOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

    2. 4. 5 PRESERVACIN .............................. 33

    CAPTULO III

    CLCULO TRMICO DEL SECADOR ......................... 36

    3.1 FACTORES PROPIOS DEL PESCADO A PROCESAR .......... 36

    3.1.1 SLIDOS, GRASA, HUMEDAD, A LA ENTRADA

    DEL SECADOR Y A LA SALIDA ................. 36

    3.1.2 PROPIEDADES FSICAS DEL PESCADO ........ 41

    3. 2 PARMETROS DE LOS AGENTES DE SECADO ............. 42

    3 . 2 . 1 VAPOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2

    3. 2. 2 AIRE CALIENTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

  • VIII

    3. 3 MODELO MATEMTICO DE TR..J.\NSFERENCIA DE CALOR

    EN EL SECADOR INDIRECTO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4

    3~3~ 1 CONSUMO DE VAEOR. EN EL .SECADOR INDIRECTO

    G (.lb 1 HR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

    3,3,2 CLCULO-DE LA SUPERFICIE DE CALENTAMIENTO

    DEL SECADOR INDIRECTO ..................... 51

    J. 3'. 3 CLCULO DEL NMERO DE PLATOS DEL SECP. .. DOR

    INDIRECTO .............................. 5:6

    3.3.4 CLCULO D&h FLUJO MSICO Y TEMEERATURA

    DEL AIRE CALIENTE QUE INGRESA AL SECADOR . 59

    3.3.5 ESPESOR DEL AISLANTE EN EL SECADOR

    INDTRECTQ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 J.

    CAPITUL.O DI.

    DISEO DEL, SECADOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -90

    4 .. 1 CLCULO, DTMENSIONl\MIENTO, SELECCIN' DE MATERU\..LES

    DEL SECADOR DE PLATOS ............................ 9-0

    4 .1 .1 LONGITUD DEL. SECADOR,.. .. DIMETRO DEL. TAMBOR

    DE SECADO' . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . go

    4.1.1.1 SEGN CALCULO TEORICO ............. 90

    4' .l. l. 2. segn CALCULO PRACTICO ........... 95

    4.1.2 RELACIN .(L/ D) .......................... 99

    4 . l. 2 1 PARA UNA "EVAPORACION. DE CUATRO

    (lb/p-ie3 ) 99

  • IX

    4.1.2.2 PARA UNA EVAPORACIN DE CINCO

    (lb/pie3 ) 100

    4.1.3 DIMENSIONES Y ESPESORES DE PLANCHAS A

    UTILIZAR EN LOS PLATOS O ROTOR ........... 103

    4.1.4 SELECCIN Y CALIDAD DE PLANCHAS A

    UTILIZAR ................................. 105

    4.1.4.1 ESPESOR DE PLANCHA PARA CILINDRO

    INTERIOR . . . . . . . . . . . . . 1 O 6

    4.1.4.2 ESPESOR DE PLANCHA PARA CILINDRO

    EXTERIOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 O 7

    4.1.4.3 ESPESOR DE PLANCHA PARA LAS TAPAS

    Y BRIDAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 O 8

    4.1.5 SELECCIN DE TUBERAS EN EL TRANSPORTE DE

    VAPOR SATURADO, CALENTAMIENTO Y CONDENSAD0108

    4.1.5.1 CLCULO DEL DIMETRO NECESARIO DE

    LA TUBERA DE TRANSPORTE DEL VAPOR

    SATURADO AL SECADOR ......... 108

    4.1.5.2 CLCULO DEL ESPESOR MNIMO DE LA PARED

    DE LA TUBERA DE VAPOR SATURADO .. 112

    4.2 CLCULO Y SELECCIN DE EQUIPOS ................. 116

    4.2.1 CLCULO, SELECCIN DEL MECANISMO DE ROTACIN

    Y SELECCIN DEL MOTOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

  • X

    4.2.2 SELECCIN DEL VENTILADOR PARA IMPULSIN DEL

    AIRE CALIENTE AL SECADOR DE PLATOS ....... 128

    4.2.3 SELECCIN DEL VENTILADOR DE SUCCIN DE AIRE

    HMEDO Y VAPOR DEL SECADOR DE PLATOS ... 128

    4.2.4 SELECCIN DEL CICLN ..................... 131

    CAPTULO V

    ESTRUCTURA DE COSTOS ............................... 142

    5.1 MATERIALES PARA LA FABRICACIN DEL SECADOR

    DE PLATOS ...................................... 142

    5.2 CONSUMIBLES PARA LA FABRICACIN DEL SECADOR

    DE PLATOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162

    5.3 COSTO DE FABRICACIN ........................... 163

    5. 3. 1 COSTO DE MATERIALES E INSUMOS . . . . . . . . . . . . 163

    5.3.2 COSTO DE MANO DE OBRA .................... 164 1

    5.3.3 COSTO DE SERVICIOS TERCEROS ...... 164

    5.3.4 COSTO DE ALQUILER DE EQUIPOS ............. 165

    5.3.5 COSTO DEL DISEO DEL SECADOR ........ 165

    5.3.6 COSTO DE GASTOS GENERALES ................ 166

    5.3.7 UTILIDAD DE FABRICACIN .................. 166

    5.3.8 IMPUESTO A LAS VENTAS .................... 166

  • XI

    -CONCLUSIONES ....................................... -167

    BIBL.I.OGR.A.F4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 0-

    TABIAS ~-------~-----~~-~-~~-------~~-~--~~~-~----- ~72

    PLANOS ............................ 185

  • PROLOGO

    El presente estudio del secador de platos de fuego

    indirecto tiene por objeto mejorar la calidad de la

    harina de pescado a la salida del secador, ya que no est

    en contacto con los humos, sino la evaporacin del agua

    contenida en el pescado se evapora por el calentamiento

    de las paredes internas del secador, no existiendo de

    esta manera residuos de cenizas.

    Mantiene una gran cantidad de protenas de la harina de

    pescado por la temperatura moderada con la que trabaja,

    obtenindose de esta forma una harina de primera calidad.

    Las fabricas de harina de pescado que operan en el

    litoral peruano estn adecuando sus instalaciones para

    disminuir la contaminacin, en cumplimiento con la ley

    general de pesca.

    Es por eso que el presente trabajo de investigacin tiene

    gran importancia ya que el Per est modernizando las

    plantas de harina de pescado con secadores de fuego

  • 2

    indirecto, rotatubos o rotadis, siendo nuestra

    investigacin un avance porque servir para realizar

    comparaciones con los secadores de fuego directo.

    Debemos estar ms enterados del diagnstico ambiental de

    las operaciones de procesamiento pesquero, de la

    produccin de harina y aceite de pescado, del agua de

    bombeo, del agua de cola, de la sanguaza y de los gases

    de secado, que son los factores de la contaminacin

    marina.

    A