Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Proceso de la panela Etapas Estudiantes: Stefany Pulga Zanguña - 20231377040 Erika Lorena Monsalve Padilla - 20231377059 Manuel Darío Rodríguez Castro - 20231377042 Diego Andrés Morales Riaño - 20231377022 Presentado a: Ing. Leonardo Andrés Hernández Beltrán Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Bogotá D.C 2025 Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Contenido Simulación del proceso en KUKA.......................................................................................... 4 Etapa 1: Desfibrilador............................................................................................................ 4 Maquinaria: ....................................................................................................................... 5 Sensores: .......................................................................................................................... 6 Automatización: ................................................................................................................. 6 Costos: .............................................................................................................................. 7 Sistema de seguridad: ....................................................................................................... 7 Etapa 2: Purificador .............................................................................................................. 9 Maquinaria: ....................................................................................................................... 9 Sensores: ........................................................................................................................ 10 Automatización: ............................................................................................................... 10 Costos: ............................................................................................................................ 11 Sistema de seguridad: ..................................................................................................... 11 Etapa 3: Primera Cocción ................................................................................................... 13 Maquinaria: ..................................................................................................................... 13 Sensores: ........................................................................................................................ 14 Automatización: ............................................................................................................... 14 Costos: ............................................................................................................................ 15 Sistema de seguridad: ..................................................................................................... 15 Etapa 4: Mezclador 1 .......................................................................................................... 16 Maquinaria: ..................................................................................................................... 17 Sensores: ........................................................................................................................ 18 Automatización: ............................................................................................................... 18 Costos: ............................................................................................................................ 19 Sistema de seguridad: ..................................................................................................... 19 Etapa 5: Segunda Cocción ................................................................................................. 20 Maquinaria: ..................................................................................................................... 21 Sensores: ........................................................................................................................ 22 Automatización: ............................................................................................................... 22 Costos: ............................................................................................................................ 23 Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Sistema de seguridad: ..................................................................................................... 23 Etapa 6: Mezclador 2 .......................................................................................................... 24 Maquinaria: ..................................................................................................................... 25 Sensores: ........................................................................................................................ 26 Automatización: ............................................................................................................... 26 Costos: ............................................................................................................................ 27 Sistema de seguridad: ..................................................................................................... 27 Etapa 7: Enfriamiento.......................................................................................................... 28 Maquinaria: ..................................................................................................................... 29 Sensores: ........................................................................................................................ 29 Automatización: ............................................................................................................... 29 Costos: ............................................................................................................................ 30 Sistema de seguridad: ..................................................................................................... 30 Etapa 8: Empaquetado ....................................................................................................... 31 Maquinaria: ..................................................................................................................... 32 Sensores: ........................................................................................................................ 32 Automatización: ............................................................................................................... 32 Costos: ............................................................................................................................ 33 Sistema de seguridad: ..................................................................................................... 33 Etapa 9: Almacén................................................................................................................ 34 Maquinaria: ..................................................................................................................... 35 Costos: ............................................................................................................................ 36 Sistema de seguridad: ..................................................................................................... 36 Normativa general............................................................................................................... 37 Costo total estimado del proceso ........................................................................................ 38 Bibliografía .......................................................................................................................... 39 Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Simulación del proceso en KUKA Imagen 1. Etapas del proceso de la panela. Simulación en KUKA. Elaboración propia Etapa 1: Desfibrilador Es la etapa inicial y crucial, ya que prepara la caña de azúcar para las siguientes fases. Un desfibrilador automatizado rompe y desintegra la caña entera mediante cuchillas y martillos, separando las fibras y exponiendo más superficie para una mejor extracción del jugo. Este Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura proceso optimiza la calidad y el rendimiento, facilita la purificación y reduce el tiempo de cocción posterior. La automatización garantiza eficiencia, consistencia y seguridad con sensores que monitorean el funcionamiento. El proceso de desfibrilación se lleva a cabo bajo control automático, con sensores de flujo, temperatura, y vibración que monitorean el funcionamiento de la máquina y aseguran que el proceso se realice dentro de los parámetros deseados. Maquinaria: Hoja de vida: Funciones: Sistema de corte: Está compuesto por martillos oscilantes y cuchillas rotativas laterales. Los martillos impactan la caña para romperla, mientras que las cuchillas rotativas ayudan a cortar la caña en fragmentos más pequeños y facilitan la separación de las fibras. Alimentación: La caña puede ser alimentada manual o automáticamente mediante una banda transportadora vibratoria, que permite una alimentación constante y sin interrupciones. Transmisión: Realizada por correas trapezoidales con motorreductor helicoidal, que asegura que la potencia se transfiera de manera eficiente del motor a las cuchillas y martillos. Salida: La salida del desfibrilador es fibra suelta y triturada uniformemente, sin bagazo largo, lo que asegura que el jugo sea más fácilmente extraído en las siguientes etapas del proceso. Seguridad: Sistema de paro de emergencia y enclavamiento mecánico, lo que asegura que la máquina se detenga inmediatamente en caso de cualquier anomalía o peligro. Además, la máquina tiene acceso fácil al rotor, lo que facilita el mantenimiento y limpieza, con un sistema auto limpiante vibratorio. Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Limpieza: El diseño del desfibrilador incluye acceso fácil al rotor, lo que facilita su limpieza. Además, el sistema auto limpiante vibratorio ayuda a eliminar residuos de caña y asegurar la continuidad del proceso. Sensores: Automatización: PLC sugerido: Marca: Siemens Modelo: S7-1200 CPU 1214C AC/DC/Relay Entradas/Salidas: 14 DI / 10 DO + 2 AI Comunicación: Profinet para conectividad con sensores y HMI. HMI: Pantalla táctil Siemens KTP700 Basic • Control de velocidades de la máquina. • Alarmas para situaciones críticas, como vibración excesiva, temperatura elevada o tapa abierta. • Contador de toneladas procesadas, lo que permite monitorear la producción. Programación: • Lenguaje Ladder (LD), que permite programar de forma sencilla los controles lógicos de la máquina. Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura • PID para el control del VFD (Variador de Frecuencia), ajustando la velocidad de la máquina de acuerdo con la carga de caña. • Registros de fallas y tiempos de mantenimiento para una correcta gestión preventiva. Costos: Sistema de seguridad: Riesgos • • • • • • • Contacto con cuchillas/martillos en rotación Atrapamiento durante alimentación manual Proyección de fragmentos de caña Ruido excesivo Sobrecalentamiento del motor Fallas mecánicas o vibración anormal Acceso no autorizado durante mantenimiento Medidas de seguridad Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Etapa 2: Purificador Tras la desfibrilación, esta fase crucial elimina impurezas (sólidos, fibras, tierra) del jugo mediante filtración, sedimentación y floculación. Esto asegura un jugo puro, previniendo problemas de cristalización y garantizando la calidad (textura, color, uniformidad) de la panela final. Maquinaria: Hoja de vida Funciones Sistema de filtración: El purificador cuenta con un sistema de filtrado por presión con cartuchos de alta capacidad que filtran partículas de tamaño pequeño (hasta 10 micras). Se utilizan filtros de acero inoxidable de grado alimenticio, lo que garantiza la durabilidad y resistencia ante la corrosión del jugo de caña. Sistema de floculación: El purificador tiene un sistema automático de dosificación de floculantes (como alúmina o arcilla) que ayuda a aglutinar pequeñas partículas para que se sedimenten más rápidamente. Este sistema es regulado por un PLC y puede ajustarse según la calidad del jugo. Recirculación del jugo: El sistema de recirculación permite que el jugo que no pasa las primeras etapas de purificación vuelva a procesarse hasta alcanzar la calidad requerida. Esto aumenta la eficiencia del proceso y reduce desperdicios. Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Limpieza automática: El sistema de autolimpieza permite la remoción de residuos acumulados en los filtros y las paredes del tanque mediante chorros de agua a presión y dispositivo de vibración, lo que facilita el mantenimiento y asegura que la máquina siga funcionando a su máxima capacidad. Sensores: Automatización: PLC sugerido: Marca: Siemens Modelo: S7-1200 CPU 1214C AC/DC/Relay Entradas/Salidas: 14 DI / 10 DO + 2 AI Comunicación: Profinet para conectividad con sensores y HMI. HMI: Pantalla táctil Siemens KTP700 Basic • Visualización de condiciones de filtración, presión, temperatura y turbidez del jugo. • Alarmas en caso de fallas en los sensores, como alta turbidez, baja presión o temperatura fuera de rango. • Contador de volumen de jugo purificado para el monitoreo de la producción. Programación: • Lenguaje Ladder (LD) para controlar la dosificación de floculantes, ajustes de temperatura y tiempo de sedimentación. • PID para el control de la bomba de recirculación y temperatura. • Historial de datos y registros de fallas para un mantenimiento preventivo adecuado. Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Costos: Sistema de seguridad: Riesgos: • • • • • • Contacto con partes móviles durante la purificación de la caña Exposición a vapores o líquidos contaminados Lesiones por sobrepresión del sistema de purificación Exposición al ruido de las máquinas y sistemas de filtración Atrapamiento durante el proceso de entrada de caña Fallas mecánicas o vibración anormal Medidas de seguridad: Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Etapa 3: Primera Cocción La primera cocción es crucial en la producción de panela, transformando el jugo de caña purificado en una melaza densa mediante la evaporación controlada de agua a temperaturas entre 100°C y 120°C. Este proceso, supervisado por sensores de temperatura y viscosidad, busca alcanzar la concentración ideal mientras se eliminan impurezas residuales. Un manejo adecuado de esta etapa define las características organolépticas y la calidad final de la panela, evitando problemas como textura incorrecta, dureza excesiva o cristalización no deseada. Un control deficiente puede resultar en una panela blanda y pegajosa por exceso de humedad o seca y quebradiza por sobre concentración. Maquinaria: Hoja de vida Funciones Sistema de agitación: Equipado con un sistema de agitación continua mediante un motor que mantiene el jugo en movimiento, evitando que se queme o cristalice en el fondo. La velocidad de agitación es regulable. Sistema de control de temperatura: Termostatos y sensores de temperatura monitorean continuamente la temperatura del jugo. El sistema ajusta automáticamente la cantidad de vapor inyectado para mantener la temperatura deseada. Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Salida de vapor: El vapor que se genera durante la cocción es expulsado a través de una salida de vapor condicional que permite la recolección de agua condensada para su reutilización. Seguridad: Incluye una válvula de sobrepresión para evitar que se acumule demasiada presión dentro del sistema, lo que podría generar riesgos. Además, tiene un sistema de parada de emergencia en caso de fallas en la presión de vapor. Sensores: Automatización: PLC sugerido: Marca: Allen-Bradley Modelo: CompactLogix 5380 Entradas/Salidas: 24 DI / 16 DO + 4 AI Comunicación: EtherNet/IP para integración con el HMI y otros equipos de la planta. HMI: Pantalla táctil Allen-Bradley PanelView Plus 7 • Visualización de temperatura, presión, nivel de jugo y estado de la cocción. • Alarmas y mensajes de error si la temperatura o presión se desvían de los parámetros establecidos. • Contador de tiempo de cocción para asegurar que el proceso no se prolongue demasiado o se interrumpa. Programación: Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura • Lenguaje Ladder (LD) para control del motor de agitación, válvulas de control de vapor y sensor de temperatura. • Control PID para mantener las condiciones de cocción constantes (temperatura y viscosidad). • Alarmas de seguridad en caso de temperaturas fuera de rango, baja presión de vapor o sobrecalentamiento. Costos: Sistema de seguridad: Riesgos: • • • • • • Quemaduras por contacto con superficies calientes o vapor Exposición a gases o vapores peligrosos durante el proceso de cocción Riesgo de explosiones por presión interna no controlada Lesiones mecánicas por piezas en movimiento Atrapamiento en las válvulas y sistemas de apertura Exposición a ruidos elevados generados por el sistema de cocción Medidas de seguridad: Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Etapa 4: Mezclador 1 El Mezclador 1 homogeneiza la melaza de la primera cocción para asegurar una textura uniforme y evitar la separación de componentes antes de la segunda cocción. En esta etapa, se pueden añadir aditivos para mejorar las propiedades del producto, como regular el pH o añadir conservantes. El proceso implica la recepción de la melaza, la adición de ingredientes opcionales, agitación continua para prevenir grumos y estratificación, y la supervisión de temperatura y viscosidad. El tiempo de mezcla está definido para obtener una masa integrada Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura y uniforme, lista para la siguiente etapa. El uso de mezcladores automatizados optimiza el proceso, reduce errores y asegura la calidad de cada lote de panela. Maquinaria: Hoja de vida Funciones Sistema de control de temperatura: Un sistema de calefacción interno permite mantener la temperatura de la melaza, especialmente cuando se incorporan ingredientes adicionales que requieren disolverse completamente. Sistema de control de nivel: El sensor de nivel de melaza asegura que el mezclador no se sobrecargue o quede vacío, protegiendo el sistema y optimizando el proceso. Sistema de descarga: La descarga de la melaza se realiza a través de una válvula de salida controlada que garantiza que la mezcla fluya de manera continua y sin interrupciones. Sistema de seguridad: Equipado con sensores de sobrepresión y sobrecalentamiento, que detienen el sistema si se detectan condiciones anormales. Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Sensores: Automatización: PLC sugerido: Marca: Siemens Modelo: S7-1200 con módulo de seguridad Entradas/Salidas: 16 DI / 16 DO + 4 AI Comunicación: Profinet, para conexión directa con el sistema de control central de la planta. HMI: Pantalla táctil Siemens • Visualización de temperatura, nivel de melaza, estado de mezcla y alarma de seguridad. • Control de agitación y temperatura ajustable a través del HMI para mantener las condiciones ideales. Programación: • Lenguaje Ladder (LD) para el control del motor de agitación, válvula de descarga y sistema de calefacción. • Control PID para mantener la temperatura y viscosidad dentro de los parámetros óptimos. • Alarmas de seguridad en caso de presión, temperatura o vibración anormal. Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Costos: Sistema de seguridad: Riesgos: • • • • • • Lesiones por contacto con las palas o agitadores en movimiento Atrapamiento en el sistema de carga o descarga Lesiones por fallas en el sistema de transmisión (engranajes, correas) Exposición a polvo o partículas generadas durante el mezclado Sobrecarga o mal funcionamiento del motor de la mezcladora Vibraciones excesivas que puedan causar daños al equipo o al operario Medidas de seguridad Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Etapa 5: Segunda Cocción La segunda cocción concentra aún más la melaza proveniente del Mezclador 1, a temperaturas entre 110°C y 125°C, para lograr la textura y temperatura necesarias para su solidificación final. Durante este proceso, el calor evapora el agua restante y se agita constantemente para evitar que se queme y asegurar una distribución uniforme del calor. Se monitorea la viscosidad para garantizar la consistencia adecuada para el posterior moldeo y corte de la panela. Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Maquinaria: Hoja de vida Funciones Fuente de calor: Quemadores de gas o intercambiadores de calor eléctricos, dependiendo de las necesidades de la planta. Agitación: Agitación horizontal con palas resistentes al calor para evitar que la melaza se pegue o queme. Temperatura controlada: Sistema de control automático de temperatura con termómetros de alta precisión. Tiempo de cocción: La cocción dura entre 30-45 minutos, dependiendo del contenido de agua y la temperatura aplicada. Sistema de descarga: Válvula de salida controlada que permite liberar la melaza cocida de manera controlada, con un diseño para evitar derrames. Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Sensores: Automatización: PLC sugerido: Marca: Siemens Modelo: S7-1200 con módulo de seguridad Entradas/Salidas: 16 DI / 16 DO + 4 AI Comunicación: Profinet, para conexión directa con el sistema de control central de la planta. HMI: Pantalla táctil Siemens • Visualización de temperatura, presión, nivel de melaza, estado de cocción y alarma de seguridad. • Control de agitación y temperatura ajustable a través del HMI para mantener las condiciones ideales. Programación: • Lenguaje Ladder (LD) para controlar el motor de agitación, quemadores de gas, válvulas de descarga y sistema de temperatura. • Control PID para mantener la temperatura y la viscosidad dentro de los parámetros establecidos. Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Costos: Sistema de seguridad: Riesgos: • Exposición a altas temperaturas por contacto directo con los tanques de cocción. • Fugas de vapor o presión durante la cocción. • Quemaduras o lesiones por contacto con superficies calientes. • Riesgo de intoxicación por gases o vapores derivados de la cocción (si no están controlados). • Fallos en el sistema de calefacción o control de temperatura. • Fugas de líquido debido a malas conexiones o desgaste de válvulas. Medidas de seguridad: Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Etapa 6: Mezclador 2 El Mezclador 2 tiene la función de combinar uniformemente la melaza caliente de la segunda cocción con los ingredientes finales como colorantes, floculantes o saborizantes, justo antes del enfriamiento. Este proceso asegura una integración completa de los aditivos gracias a un sistema de agitación constante. Además, se controla la temperatura para evitar alteraciones y se verifica la ausencia de grumos, garantizando así la calidad del producto final. Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Maquinaria: Hoja de vida Funciones Fuente de agitación: Agitación doble eje, adecuada para productos viscosos. Sistema de calefacción: Calentadores internos con termostato para mantener la temperatura óptima. Sistema de descarga: Válvula de mariposa controlada electrónicamente para liberar la mezcla. Agitación: Doble eje de agitación helicoidal para una mezcla eficiente y uniforme. Visibilidad: Visores transparentes para observar el proceso y verificar la consistencia de la mezcla. Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Sensores: Automatización: PLC sugerido: Marca: Allen-Bradley Modelo: MicroLogix 1400 Entradas/Salidas: 8 DI / 8 DO + 4 AI Comunicación: Ethernet/IP para integración con el sistema de control de la planta. HMI: Pantalla táctil Siemens • Visualización de temperatura, nivel de mezcla, estado de mezcla y alarma de seguridad. • Control de agitación y temperatura ajustable para asegurar la consistencia de la mezcla. Programación: • Lenguaje Ladder (LD) para controlar el motor de agitación, calentadores, válvula de descarga y sensores de temperatura. • Control PID para mantener la temperatura de la mezcla dentro de los parámetros establecidos. Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Costos: Sistema de seguridad: Riesgos: • • • • • • • Atrapamiento en las partes móviles del mezclador. Exposición a las palas o cuchillas rotatorias. Riesgo de derrames de líquido o mezcla durante el proceso. Proyección de partículas o sólidos durante la mezcla. Lesiones por acceso no autorizado o en condiciones inseguras durante la operación. Fallos en los sistemas de alimentación de materiales o vacío. Peligros derivados de la alta carga de trabajo en el motor y la transmisión. Medidas de seguridad Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Etapa 7: Enfriamiento El Enfriamiento reduce la temperatura de la melaza mezclada para prepararla para el moldeo y empaque, evitando un endurecimiento prematuro o una textura inadecuada y facilitando la manipulación. La melaza caliente pasa a un sistema de enfriamiento que puede usar agua (a través de intercambiadores de calor) o aire (con ventiladores). Se monitorea constantemente la temperatura, buscando un rango ideal entre 60°C y 80°C, para asegurar que la melaza se espese correctamente para el moldeo, con una textura uniforme y sin partes frías o grumosas. Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Maquinaria: Hoja de vida Sensores: Automatización: PLC sugerido: Marca: Siemens Modelo: S7-1200 Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Entradas/Salidas: 8 DI / 8 DO + 4 AI Comunicación: Ethernet/IP para integración con el sistema de control de la planta. HMI: Pantalla táctil Siemens • Visualización de la temperatura, nivel de agua y alarma de seguridad. • Control de enfriamiento ajustable en función de la temperatura de la melaza. Programación: • Lenguaje Ladder (LD) para controlar el sistema de enfriamiento, flujos de agua, y sensores de temperatura. • Control PID para mantener la temperatura en un rango seguro y eficiente. Costos: Sistema de seguridad: Riesgos: • • • • • • Quemaduras o lesiones por contacto con superficies frías o sistemas de enfriamiento de alta potencia. Riesgo de atrapamiento en componentes móviles del sistema de enfriamiento (ventiladores, compresores). Peligro de caída de objetos o materiales por el enfriamiento inadecuado. Riesgo de sobrepresión o fallos en los sistemas de refrigeración. Exposición a gases refrigerantes en caso de fugas. Fallos eléctricos o cortocircuitos derivados de equipos de refrigeración. Medidas de seguridad Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Etapa 8: Empaquetado El Empaquetado es la etapa final donde la panela enfriada se prepara para su distribución y venta. Se selecciona el envase adecuado según la presentación del producto (bloques, trozos, polvo), utilizando plástico, papel, bolsas, potes o cajas. Si son bloques o turrones, se cortan a tamaños comerciales con troqueladoras y se pesan automáticamente para cumplir con el peso exacto. Luego, se embalan en las máquinas de llenado y sellado, que pueden ser al vacío o con calor para preservar la frescura y evitar la humedad. Se etiqueta cada paquete con información importante como marca, lote, fecha de vencimiento y tabla nutricional. Antes del Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura cierre final, se realiza un control de calidad para verificar el estado del empaque y el correcto etiquetado del producto. Finalmente, los empaques se agrupan en cajas o palets para facilitar su almacenamiento y transporte. Maquinaria: Sensores: Automatización: PLC sugerido: Marca: Siemens Modelo: S7-1200 Entradas/Salidas: 16 DI / 16 DO + 4 AI Comunicación: Profibus para integración con otros sistemas de producción. Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura HMI: Pantalla táctil Siemens • Visualización de estado de producción. • Control del proceso de empaque, sellado y etiquetado. Programación: • Lenguaje Ladder (LD) para controlar los procesos de llenado, sellado y etiquetado. • Control PID para regular el peso y velocidad de producción. Costos: Sistema de seguridad: Riesgos: • • • • • • • Contacto con máquinas empaquetadoras en movimiento. Lesiones por atrapamiento durante el proceso de embalaje automático. Exposición a materiales cortantes (cuchillas de corte para film o cajas). Caídas de productos y equipos. Exposición a polvo o partículas generadas en el empaquetado. Sobrecarga eléctrica o fallos en los sistemas de motor para transporte. Riesgo de obstrucción de las líneas de empaque debido a mal funcionamiento. Medidas de seguridad Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Etapa 9: Almacén El Almacén tiene como propósito proteger y organizar la panela después de su transporte, asegurando su calidad hasta la distribución. Al llegar, se verifica la cantidad y el estado de los empaques, y cada lote se registra en el sistema de inventario con detalles como fecha de producción y lote. La panela se ubica de forma segura en estanterías o palets, en un ambiente seco y ventilado con temperatura controlada entre 15°C y 25°C y baja humedad. Se aplica el sistema FIFO para despachar primero los productos más antiguos. Al recibir un pedido, se prepara la cantidad solicitada y se embala según las necesidades del cliente. Antes de Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura almacenar o despachar, se realiza un control de calidad final. Los productos listos se organizan por destino para facilitar la carga y entrega. Se gestionan las devoluciones clasificando y evaluando los productos dañados o no conformes. Finalmente, los pedidos se cargan en los vehículos para su entrega al cliente, optimizando las rutas de transporte. Maquinaria: Funciones Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Costos: Sistema de seguridad: Riesgos: • Riesgo de caídas de productos: El almacenamiento de panelas puede implicar apilar productos en estanterías altas o en palets, lo que aumenta el riesgo de caídas de carga. • Riesgo de atrapamiento por movimiento de estanterías o vehículos: Si se usan estanterías móviles o vehículos de transporte interno (carros, transpaletas), hay posibilidad de atrapamiento entre los productos o maquinaria. • Accidentes con maquinaria de almacenaje: El uso de apiladores o montacargas presenta riesgos de accidentes si no se gestionan adecuadamente. • Riesgo de deslizamientos: El piso del almacén debe estar libre de agua, aceite o materiales que puedan hacer que los operarios resbalen. • Exposición a condiciones ambientales extremas: En algunos casos, el almacén podría estar expuesto a temperaturas extremas, lo que podría generar incomodidad o problemas de salud para los operarios. • Daños por manipulación manual inadecuada: El manejo manual de las cajas de panela puede provocar lesiones musculoesqueléticas o accidentes si no se siguen las técnicas ergonómicas correctas. Medidas de seguridad Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Normativa general Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Costo total estimado del proceso El costo total estimado para implementar y operar las 10 etapas del proceso de fabricación de panela, considerando el rango más bajo y alto, es entre $515.000.000 y $881.500.000 Este rango incluye la inversión en maquinaria, equipos, sistemas de control, mantenimiento y todos los costos asociados al proceso completo de fabricación de panela. Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura Bibliografía Proceso de panela, automatización y procesamiento de alimentos: Liderpac. (s.f.). Automatización en la industria alimentaria. Recuperado el 15 de mayo de 2025, de https://liderpac.es/automatizacion-en-la-industria-alimentaria/liderpac.es Universal Robots. (s.f.). 5 ejemplos de automatización de procesos en la industria alimentaria. Recuperado el 15 de mayo de 2025, de https://www.universalrobots.com/es/blog/automatizacion-de-procesos-industria-alimentaria/Universal Robots+1gurpea.com+1 KUKA. (s.f.). Automatización en la industria alimentaria. Recuperado el 15 de mayo de 2025, de https://www.kuka.com/es-es/sectores/bienes-de-consumo/automatizaci%C3%B3nindustria-alimentariaKUKA AG UNIR. (2023, 18 de diciembre). ¿Qué supone la automatización en la industria alimentaria?. Recuperado el 15 de mayo de 2025, de https://www.unir.net/revista/empresa/automatizacion-industria-alimentaria/UNIR Melo Triana, J. C. (2019). 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Seguridad robótica y SST Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica Ingeniería de Producción Sistemas flexibles de manufactura ISO 10218:1992 – Seguridad en robots industriales International Organization for Standardization. (1992). ISO 10218:1992 Manipulación de robots industriales — Seguridad. Recuperado de https://www.iso.org/es/standard/18252.html UNE-EN 775:1996 – Robots manipuladores industriales Asociación Española de Normalización y Certificación. (1996). UNE-EN 775:1996 Robots manipuladores industriales. Seguridad. Recuperado de https://www.une.org/encuentra-tu-norma/busca-tu-norma/norma?c=N0009129 ANSI/RIA R15.06-1992 – Estándar de seguridad para robots industriales Robotic Industries Association. (1992). ANSI/RIA R15.06-1992 - Robots industriales y sistemas robóticos: requisitos de seguridad. 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