Planteamiento del problema
La industria panelera en el ámbito internacional ha ido aumentando su importancia tanto a nivel socio económico como nutricional, debido a su consumo y como fuente generadora de empleo, ya que utiliza las unidades de trabajo por hectáreas porque se vincula a nivel internacional a una trescientas cincuenta mil personas, es decir un doce por ciento de la población rural económicamente activa según CORANTOQIA (2008).
Al mismo tiempo según censo realizado por UEMAT-Táchira, INIA,
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que: Superficie bajo cultivo para el año 2004 es de 10.600 (has); Rendimiento o Productividad es de 47,41 (Tm/ha) o (TCH); Producción de la caña de azúcar es de 502.546 (Tm); numero de productores es de 6.500; Municipios productores de caña (no incluyen Panamericano, Libertador, García de Hevia) era de 26; Biomasa Retornable al suelo era de 30-70 (Tm/ha); Centrales paneleros en el estado Táchira son de 923; Superficie en caña que procesa cada central es de 11,48 (has/central panelero); Rendimiento Caña a Panela es de 8,5 (%); Unidades de producción relacionadas con un central panelero es de 7,04; Precio promedio durante el año 2004 es de 105.000 (Bs/carga de 192 panelas de 0,5Kg); Producción anual de panela es de 42.716,41 (Tm); Valor anual de la producción en bolívares es de 44.852.230,50 (miles de bolívares); Superficie sembrada en caña por Productor (has) es de 1,63; Empleo generado en fincas de baja tecnología es de 113,5 (Jornales/ha); Total de
empleo en jornales es de 1.203.100 (baja tecnología); empleo generado en fincas de alta tecnología es de 201 (Jornales/ha);Total de empleos en jornales es de 2.130.600 (baja tecnología).
Por otra parte Zambrano G. y Sánchez Y (2003) señalan que la producción de la panela en el país y América latina se realiza mediante la agitación manual y mecánica en algunas de las mieles producidas en el proceso de fabricación, donde es invertido un gran esfuerzo muscular que afecta la productividad y la calidad de la producción de la industria panelera, perjudicando su estructura de costos.
Según CORANTOQIA (2008). ³El tiempo de batido y la altura alcanzada por
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con azucares reductores altos no suben en la batea y melcochuda si tienen poco grano imposibilitando la producción de panela granulada, Al mismo tiempo Sandoval G. (2000). señala que la fabricación de la panela granulada se realiza mediante la siguiente secuencia: extracción del jugo de la caña de azúcar, pre limpieza y limpieza del jugo en frio, calentamiento y clarificación del jugo, descachazado, concentración, punteo, reposo y enfriamiento, batido manual/cristalización en artesas de madera, clasificación granulométrica (tamizado en zarandas metálicas), envasado y almacenamiento; evidenciándose el esfuerzo humano, destreza del personal y la dependencia de la condiciones atmosféricas para el proceso de enfriamiento en la obtención de la panela granulada la cual afecta la producción.
De tal forma se pretende mejorar el proceso de fabricación de la panela granulada mediante el diseño de un granulador mecánico, que permita mejorar el producto final en el menor tiempo posible, esto incrementaría la productividad en las industrias paneleras, dedicadas a fabricar este tipo de presentación de la panela.
Formulación del problema
Para Acevedo O. y Martínez H. (2003) la panela es el medio de sustento de miles de familias, quienes la producen en pequeñas unidades de escala, debido a que utilizan la mano de obra familiar. Actualmente, estas unidades afrontan la dificultad de modernizar la producción, limitando el comercio internacional el cual es prácticamente inexistente en Venezuela, lo que obliga a dirigir la oferta solamente hacia los mercados internos, según cifras de la FAO 26 países a nivel mundial trabajan en la producción de la panela siendo su primer productor la India y Colombia el segundo lugar, pero representa el primer lugar en consumo. La producción de la panela presenta un lento crecimiento por encima de su promedio los cuales en su orden son: Mayanmar, Japon, Panamá, Nepal, Uganda, Venezuela, Colombia, Bangladesh, Sri Lanka y Perú.
Según Domínguez, P. y Cárdenas A. (1981) El nivel de costos de producción cambia de acuerdo a la zona productora y al tipo de tecnología empleada donde la producción está dividida en la fase de cultivo de caña y la fase de producción de la panela, los cuales varían de acuerdo al rendimiento de la caña. En el proceso de producción de la panela el factor que más peso tiene es la mano de obra en donde participa con un 35%, el cual requiere aproximadamente 68 jornales, aunque el pago a los trabajadores se realiza por carga de panela de 100kg y no por jornales, a su vez se toma en cuenta la especialización por jornales y actividad del trabajador.
Teniendo en cuenta que de acuerdo a encuestas realizadas por la industria Manufacturera y la Clasificación Industrial Internacional Uniforme (CIIU), los principales productos clasificados en la fabricación de panela son: Panela solida, Panela en polvo y concentrado de panela, siendo entonces uno de los productos principales de la producción agropecuaria, pero que vienen presentando problemas en la producción a nivel industrial, por la falta de mecanización del mismo en el proceso
de enfriamiento de las mieles para la obtención del tamaño de grano en panela granulada, es fundamental considerar para la elaboración de este producto los siguientes factores: temperatura final de cocción de la mieles; temperatura de saturación y/o ingreso del material a la maquina granuladora; volumen de miel a trabajar en el granulador, el sistema de enfriamiento que posee la máquina diseñada para la granulación y la higroscopicidad del material en proceso, y el tiempo de manipulación del producto entre granulación y envasado.
Por lo tanto se pueden formular las siguientes interrogantes:
Para el diseño del equipo ¿Cuáles son los materiales de construcción a utilizarse en un granulador de mieles según la norma COVENIN 3665-³(QYDVHV Metálicos Destinados a estar en Contacto cRQ$OLPHQWRV´"
¿Cuáles son las características ergonómicas del granulador de panela a diseñar?
¿Cuál será el sistema de potencia a utilizar en un granulador de panela?
¿Cómo se puede mejorar el sistema de enfriamiento de un granulador mecánico de panela granulada?
Objetivos de la Investigación
Objetivo General
Objetivos Específicos
Elaborar el diseño de un granulador mecánico para mejorar la producción de panela granulada.
Diseñar el sistema de movimiento de las mieles. Diseñar el sistema de potencia.
Diseñar el mecanismo de descarga
Diseñar un sistema de enfriamiento que acelere el proceso de enfriado de las mieles una vez depositadas en el granulador para el proceso de fabricación de panela granulada.
Presentar una hoja de cálculo que permita conocer las características y dimensiones de los materiales a tomar en cuenta, para el diseño del granulador de panela de acuerdo a la capacidad de miel a procesar.
Justificación
El proceso de fabricación de la panela está compuesto por una serie de pasos como es el cultivo, el apronte, la extracción del jugo, la pre limpieza y limpieza, evaporación, concentración, el punteo, el batido, y el moldeo finalizando así con el empaquetamiento y almacenamiento de la panela, la cual ha existido desde tiempos muy remotos por lo que se considera una agroindustria tradicional. En diferentes países a través de diversos programas se ha tratado de impulsar esta agroindustria mediante proyectos de mejoramiento tecnológicos debido a las deficiencias en la producción de este importante rubro que se caracterizan por tener bajo rendimiento en la producción agrícola de caña, bajo rendimiento en la producción de la panela, heterogeneidad e ineficiencia energética del proceso.
El diseño y la construcción de un granulador mecánico que optimice el proceso de fabricación de la panela granulada, permitirá aumentar la producción en la industria
panelera, incrementando el aprovechamiento del recurso humano y económico así como él desarrollo agro industrial, debido a que es una actividad agropecuaria que dura todo el año; además permitiría bajar el costo a la cadena alimentaria a nivel regional, nacional, e internacional en donde se desarrolla este tipo de actividad.
Alcance
El presente trabajo de investigación consistirá en el diseño y construcción de un prototipo de granulador mecánico de panela, durante el lapso académico 2010-1y 2011-2, el cual podrá ser utilizado por cualquier de las 1100 unidades productivas establecidas en el Estado Táchira según CENAGRI 95.
Limitaciones
Las principales limitaciones que se presenta para realizar el proyecto son las siguientes: la poca existencia de material bibliográfico actualizado sobre el proceso de fabricación de panela granulada, la falta de disponibilidad de las empresas para esclarecer el proceso de producción de la panela, la falta de financiamiento por parte de la Universidad para el desarrollo del equipo.
