anu_1163-25-2014-05

DISEÑO Y CONSTRUCCION DE PROTOTIPOS DE EQUIPO PARA
PROCESADO DE CARNE DE GANADO BOVINO EN PEQUEÑA ESCALA
Clave del Proyecto: 001163
Título del Proyecto:
TRANSFERENCIA DE TECNOLOGÍA DE APLICACIÓN A PEQUEÑA ESCALA
PARA EL SACRIFICIO, MANEJO E INDUSTRIALIZACIÓN DE CARNE EN
MUNICIPIOS RURALES DE CHIHUAHUA.
Investigador responsable:
DRA. CELIA CHÀVEZ MENDOZA
CIAD DELICIAS
PROTOTIPOS DE EQUIPO
Se diseñó y fabricó un prototipo de equipo para el secado de carne, un hornoahumador de productos cárnicos, una mezcladora de acero inoxidable, un batidor
portátil de acero inoxidable para el mezclado de la carne y un molde de acero
inoxidable
para elaborar jamón u otros productos cárnicos como productos
reestructurados
a) Prototipo de equipo para el secado de carne
El prototipo de equipo para secado de carne se diseñó utilizando un tambo de
lámina con capacidad de 200 litros y la mitad de otro que contenía en su uso
original lecitina de soya. Se escogió un tambo con tapa y cerrado para permitir
conservar el calor del equipo. El tambo tiene una altura de 91 cm y un diámetro de
56 cm, mientras que el medio tambo midió 35 cm con el mismo diámetro (Figura 1)
Figura 1. Tambos de lámina de 200 litros.
En la Figura 2 se presenta el diseño que se utilizó para fabricar el secador con la
puerta cerrada y en la Figura 3 con la puerta abierta. Para colocar la carne se
fabricaron cuatro parrillas en acero inoxidable utilizando una malla con orificios de
0.6 cm de ancho, con las medidas que se muestran en la Figura 4.
47 cm
19 cm
9 cm
9 cm
44 cm
85 cm
GAS
35 cm
28 cm
16 cm
56 cm
Figura 2. Esquema grafico del secador de carne con la puerta cerrada.
PARRILLAS
15 cm
12 cm
12 cm
12 cm
10 cm
28 cm
LAMINA
QUEMADOR
PERFORADA
VENTILADOR
Figura 3. Esquema grafico del secador de carne con la puerta abierta.
Malla Acero Inoxidable 6 mm ancho
8 cm
36 cm
43 cm
Figura 4. Esquema grafico de la parrilla de malla de acero inoxidable del secador de carne.
En la Figura 5 se presenta el secador de carne con todos sus componentes. Este
equipo cuenta con una cámara de secado en donde se colocan 4 parrillas de
acero inoxidable desmontables que son soportadas por rieles del mismo material.
En la parte de abajo se colocó un quemador de gas a alta presión para generar el
calor necesario para el secado, sobre este se puso una lámina perforada para
evitar que el calor incida directamente sobre la carne y dificulte el proceso. En la
cámara inferior se colocó un ventilador (extractor de baño) de 6 pulgadas, modelo
CITI 6/VISTA6, con un voltaje de 127 voltios y 60 Hz, velocidad de aire de 1550
r.p.m, flujo de aire de 280 (CBM/h) y una potencia de 20 W, este genera el aire
que ayuda en el deshidratado el cual sube y pasa por la lámina perforada se
calienta con la flama del quemador y sube hacia las parrillas que contienen la
carne y realizan el proceso de secado.
El equipo de secado no cuenta con control de temperatura y humedad ya que no
es automatizado, la operación es manual, la temperatura se midió con un
termómetro de punción ubicado en la parte externa del secador y con un
termómetro para horno que se puso en el interior del equipo.
Debido a que la carne seca ha sido señalada como un producto causante de
algunos casos de intoxicación alimentaria por sobrevivencia de la bacteria
Salmonella (CDC, 1995) y Escherichia coli O157:H7 debido a un mal proceso de
elaboración por un inadecuado uso del tiempo y temperatura (FSIS, 2014) en el
equipo se establecieron temperaturas de trabajo de 65-71°C.
Durante la validación se encontró que en promedio el equipo tiene una capacidad
para secar de 1264.33 g de carne fresca de la cual se obtiene un promedio de
374 g de carne seca, es importante señalar que esto es muy dependiente del
espesor que tenga la carne, en este trabajo se utilizó un grosor de 2.5-3 mm.
Los pesos de la carne obtenidos cada media hora hasta que estos fueron
constantes, es decir, hasta que ya no hubo pérdida de humedad demostraron que
para llegar a un secado completo se requirieron 180 minutos (3 horas), utilizando
una temperatura de 65-71ºC y el grosor antes mencionado (Gráfica 1). Para un
secado óptimo las parrillas se recorrieron de arriba abajo cada 30 minutos hasta
que se completó el secado.
Cámara de secado
Ubicación del quemador de
gas
Ubicación del ventilador en la parte
inferior del equipo
Figura 5. Equipo secador de carne con todos sus componentes.
b) Prototipo de equipo horno-ahumador de productos cárnicos
El horno-ahumador se construyó con un tambo de lámina de 200 litros y la
mitad de otro (Figura 6), el tambo completo midió 91 cm y el medio tambo 36
cm, ambos con un diámetro de 56 cm. Es importante recordar que el tambo
que se vaya a utilizar haya sido usado para contener
alimentos con la
finalidad de no contaminar el producto.
Figura 6. Tambos de lámina de 200 litros para fabricar el horno-ahumador.
En la Figura 7 se presenta el diseño que se utilizó para fabricar el horno-ahumador
con las puertas cerradas y en la Figura 8 con las puertas abiertas.
50 cm
56 cm
46 cm
9 cm
44 cm
17 cm
10 cm
5 cm
23 cm
120 cm
7.5 cm
28 cm
28 cm
35 cm
20 cm
25 cm
10 cm
15 cm
11 cm
22 cm
30 cm
19 cm
56 cm
Figura 7. Esquema gráfico del horno- ahumador con las puertas cerradas.
ARO CON VARILLAS DE
ACERO INOXIDABLE 7 mm
PARRILLAS
CHAROLA PARA
ASERRIN
GAS
20 cm
QUEMADOR
24 cm
24 cm
Figura 8. Esquema gráfico del horno- ahumador con las puertas abiertas.
En el tambo completo se abrió una puerta para introducir los productos a ahumar,
en esta área se soldaron cuatro rieles para soportar dos parrillas
de acero
inoxidable con las mismas medidas que las descritas para el secador. En la tapa
superior se soldó un aro de acero inoxidable sobre las cuales se ensamblan diez
varillas del mismo material (Figura 9) y sobre estas se colocan los ganchos que
permiten colgar los embutidos (Figura 10), de tal manera que en el equipo se
pueden ahumar productos sobre las parrillas o bien colgados con los ganchos.
6 cm
55 cm
Figura 9. Esquema gráfico del aro y varillas de acero inoxidable
Figura 10. Ganchos de acero inoxidable
En la parte inferior de la cámara de horneado se montó una charola de lámina
negra en la cual se coloca el aserrín para el ahumado y permite también poner un
recipiente con agua para incrementar la humedad dentro del horno para evitar que
los productos se deshidraten, las medidas de dicha charola se presentan en la
Figura 11. Este recipiente puede introducirse o extraerse a través de una segunda
puerta abierta con este propósito de manera que sea independiente de la cámara
de horneado.
15
47 cm
34 cm
Figura 11. Esquema gráfico de la charola de lámina negra del horno-ahumador.
En la Figura 11 se presenta el horno-ahumador con todos sus componentes. En la
parte inferior del equipo, debajo de la charola de lámina negra se colocó un
quemador de gas de alta presión como fuente de calor para el cocimiento de los
productos cárnicos, de manera que el calor no llega directamente sobre los
productos y este permite generar el humo del aserien colocado en dicha charola.
También se adoptó un tubo galvanizado que permite recircular el calor para evitar
perdida de energía lo cual lo vuelve muy eficiente en cuanto al uso de gas.
En la Figura 12 se muestra el equipo con las puertas abiertas y de costado para
visualizar la colocación del tubo de recirculación del calor.
Varillas y ganchos horno-ahumador
Cámara horno-ahumador
Charola para recipientes con agua y con aserrín
Ubicación del quemador
Figura 11. Horno- ahumador con todos sus componentes
Figura 12. Prototipo de horno-ahumador de productos cárnicos.
c) Mezcladora de carne de acero inoxidable
Se diseñó una mezcladora de carne de acero inoxidable de baja capacidad la cual
es de gran utilidad para la elaboración de productos derivados de emulsiones,
pasta cárnica y para la fabricación de jamón (Figura 13). La tina se montó en una
base de acero la cual se forro con lámina para darle estabilidad y mejor
presentación, ésta mide 70 cm de ancho, 60 m de largo y 69 cm de alto, las patas
tienen una medida de 17 cm. También se adaptó un motor monofásico abierto de
1.0 HP de 0.76 KW y 60 HZ en la parte trasera de la tina y una banda para permitir
el movimiento de las aspas.
En las Figuras 14 y 15 se presenta el diseño utilizado para la fabricación de la
mezcladora de acero inoxidable, la tina se diseñó de 39 cm de ancho en el interior,
35 cm de largo y 40 de profundidad. Las dimensiones externas de la tina son 47
cm de ancho por 43.5 cm de largo. Las aspas tienen una medida de 9 cm de
ancho y 5 cm de altura con un mango de 9 cm (Figura 16). La separación entre
aspas es de 13 cm.
Figura 13. Mezcladora de acero inoxidable vista desde diferentes ángulos
40 cm
cmcm
43 cm
26 cm
17 cm
47 cm
Figura 14. Esquema gráfico de la mezcladora de acero inoxidable
Figura 15. Esquema grafico de la mezcladora de acero inoxidable vista
desde arriba
Figura 16. Aspa de mezcladora de acero inoxidable
d) Batidora portátil de acero inoxidable
Para la elaboración de productos cárnicos derivados de pasta cárnica fina se
diseñó una batidora portátil de acero inoxidable, la cual es muy funcional y fácil de
transportar a cualquier lado. Esta consta de tres aspas y un bastidor el cual se
adapta a un taladro para otorgarle la fuerza y el movimiento necesarios (Figura
17). Las aspas se introducen en un recipiente en el que le permita funcionar
conteniendo la carne para que se mezcle con los ingredientes (Figura 18),se debe
tener especial cuidado en la velocidad ya que puede calentar la mezcla y dañar la
calidad final del producto.
Figura 17. Batidora portátil de acero inoxidable
Figura 18. Mezclado de carne con batidora portátil
En la Figura 19 se presenta el diseño para la fabricación de la mezcladora portátil
de acero inoxidable la longitud total es de 30 cm. Las aspas tienen una medida de
5 cm de ancho y 10 cm de largo (Figura 20).
10 cm
3 cm
Figura 19. Esquema gráfico de batidora portátil de acero inoxidable
Figura 20. Aspa de batidora portátil de acero inoxidable
e) Molde de acero inoxidable para productos cárnicos
Se diseñó un molde de acero inoxidable para la elaboración de jamón cocido y
productos reestructurados de fácil manejo y transporte el cual se muestra en la
Figura 21. Molde de acero inoxidable para productos cárnicos
El molde de acero inoxidable diseñado tiene una capacidad máxima de 4 kg de
carne. Este consta de una charola para colocar la carne la cual mide 26.5 cm de
largo, 16.5 cm de ancho y 14 de profundidad (Figura 22). Para el prensado de la
carne se le adapto una prensa con una manija la cual se gira para introducir
presión a la tapa a través de dos resortes colocados uno en cada extremo (Figura
23).
26.5 cm
16.5 cm
Figura 22. Esquema gráfico de la charola del molde para productos cárnicos de
acero inoxidable
6 cm
8 cm
6 cm
5 cm
8 cm
8.5 cm
10 cm
2 cm
2 cm
2 cm
24 cm
2 cm
Figura 23. Esquema Gráfico del molde para productos cárnicos de acero inoxidable