Molino Electrico de Granos

2014 Molino eléctrico de granos

PEREZ BAEZ MARIO JULIAN Instalaciones eléctricas y electromecánicas

I.

INTRODUCCION

Algunas labores resultan un tanto tediosas y costosas debido a la fatiga que generan y al tiempo necesario para su ejecución manual, es por ello que resulta apropiado el uso de máquinas eléctricas o de otro tipo para su operación a fin de evitar dichas fatigas y ganar tiempo para hacer otras labores, además de incrementar la productividad. En este caso se analizará la adaptación de una máquina eléctrica para el molido de maíz duro, para lo cual se determinará los requerimientos de torque, potencia, velocidad de molienda óptima, características y opciones de transmisión de la potencia obtenida del motor eléctrico hacia el molino, además de los beneficios económicos y productividad de esta elección.

II.

OBJETIVOS

  

Conocer los conceptos para la elección de un motor eléctrico en la ejecución de un tipo de labor específico. Analizar las diferencias entre distintos tipos de motores de acuerdo a sus características. Determinar la importancia de la elección de un motor adecuado al tipo de labor específico.

III.

PROCEDIMIENTO

Cálculo de: 

La carga

Para poder mover la manivela de un molino de disco único (tipo corona) cuya longitud es de 23 cm y moler maíz duro, se necesitó una fuerza de 10.7 kg y aplicando la fórmula para hallar el torque necesario se obtiene: =

= 2.461 kg-m

El valor obtenido indica el torque necesario que requiere el grano para ser molido.

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Velocidad óptima de funcionamiento

Una vez hallado el torque se necesita saber cuál es la velocidad óptima de funcionamiento para un molino de este tipo, para que no resulte demasiado lenta o demasiado rápida, que permita que la adaptación sea rentable y que no dañe los componentes del molino. Como dicho tipo de molino está diseñado para el uso manual es conveniente no sobrepasar la velocidad alcanzada al moler por una persona promedio que mediante pruebas realizadas es de 70 a 120 rpm pero por un lapso breve ya que el esfuerzo físico no permite continuar. Tomando una velocidad de 100 rpm a fin de obtener una productividad más alta y darle sentido al proyecto, ya que la máquina no presenta la fatiga que presenta el ser humano y puede trabajar por más tiempo y a una velocidad y potencia casi constante (despreciando las pérdidas por fricción y variaciones en el flujo del material a moler). 

Potencia requerida para moler

La potencia que se necesita para moler los granos de maíz se obtiene usando la formula siguiente:

Despejando se tiene:

= 0.3436 Para poder lograr el objetivo de moler los granos, el motor seleccionado debe entregar una potencia que supere dicho valor luego de las reducciones de velocidad realizadas para alcanzar la velocidad de operación óptima.

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Reducción de velocidad

Debido a que los motores eléctricos funcionan a determinadas potencias y velocidades fijas (despreciando las perdidas por fricción, transmisión etc.) es necesario hacer modificaciones mediante sistemas de trasmisión o de otro tipo. Para este caso se propone el uso de sistemas de poleas simple y múltiple, con poleas de diámetros distintos. La potencia obtenida del motor prácticamente no varía al pasar por el sistema de transmisión ya que se trabaja con motores de muy baja potencia y con una carga muy pequeña; y debido a que la potencia está en función del torque y la velocidad (P=T*w), al hacer la reducción de velocidad mediante el sistema de transmisión, el torque se incrementa.

Las velocidades más óptimas son las de 90 rpm y 108 rpm (de los valores en verde) ya que se acercan a la requerida y dependerá de la potencia y el diámetro de las poleas su elección.

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Elección del motor

El motor ideal para el proyecto es el de 0.5 HP y 1200 rpm y 6 pares de polos ya que cumple con los requerimientos para la molienda y también porque los diámetros de las poleas son las más adecuadas en comparación al primer valor hallado indicado en el grafico anterior. El motor a elegir sería uno monofásico ya que al ser de uso exclusivo de molienda solo se requiere que trabaje en un sentido. 

Productividad

La productividad manual del molino debería ser de 40 a 70 kg/h pero debido a la fatiga está sería de 20 a 30 kg/h y por una regla de tres simple tenemos que la nueva productividad (con el motor) sería de 61.71 kg/h valor que duplica y hasta triplica los obtenidos manualmente.

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El consumo de energía

Siendo un motor de 0.5 HP o sea de 373 W o 0.343 kw y despreciando las pérdidas se obtiene un consumo para 8 h de molienda.

=2.984 kw-h Ahora bien, si cada kw-h tiene un costo de aproximadamente S/. 0.50 El consumo sería de 2.984*0.50= S/. 1.492 Teniendo en cuenta que el jornal de un obrero está valorizado de entre S/. 20.00 a S/. 30.00

IV.

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CONCLUSIONES

El torque obtenido del motor varía de acuerdo a la velocidad del mismo. Debido a que se ha usado datos aproximados la elección del tipo de motor podría variar. Resulta importante la buena elección del tipo de motor para la actividad que se desea realizar para no hacer gastos innecesarios, ya sea en consumo de energía o desgaste de los dientes del molino y otras partes. La realización de las labores de molienda por medio de la adaptación del motor eléctrico al molino resulta ser mucho más económica que la manual, lo que en la comparación entre el pago a un obrero y el costo de la maquina resulta ser muy beneficioso.

V.

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VI.  

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RECOMENDACIONES

Realizar una recopilación de datos más exhaustiva con los equipos necesarios para calcular mejor las velocidades, torque y potencia adecuadas. Poner énfasis en el análisis de costo beneficio en el uso de maquinas eléctricas. Recopilar información acerca de otras opciones de reducción de velocidad o incrementación de torque de un motor. Considerar un factor de seguridad para posibles variaciones en las características del grano a moler. Elegir el motor que luego de las reducciones entregue el torque y velocidad necesarios para poder realizar la molienda sin ningún problema.

BIBLIOGRAFIA file:///C:/Users/Mario/Dropbox/molino/NPolos.pdf http://itzamna.bnct.ipn.mx/dspace/bitstream/123456789/107/1/TESIS%2 0Juan%20Ramon%20Alcantara%20Valladares%20%20MOLINO%20DE %20BOLAS.pdf http://www.slideshare.net/elcast/2448049manualdemotoreselectricosintroduccin-fundamento-partes-arranque-concapacitor-y-mantenimiento-a-motores-ca http://educativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/1000/1101/html/3 _transmisin_por_poleas_y_correas_o_cadenas.html http://descom.jmc.utfsm.cl/sgeywitz/subpaginas/Maquinas%20y%20equipos/motores.htm