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Diseño e implementación del prototipo de un sistema automatizado para la elaboración de cerveza artesanal
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Diseño e implementación del prototipo de un sistema automatizado para la elaboración de cerveza artesanal
Tul Tipán, Henry Javier
Fecha:
2016
Resumen:
Ante la perspectiva de emprendimiento de una micro empresa para la elaboración y expendio de cerveza artesanal, al no contar esta con un mecanismo que permita automatizar el proceso de elaboración de la misma y evitar la manipulación directa del producto con cada una de las personas que participan en dicho proceso; surge la necesidad de diseñar e implementar un sistema electrónico con el objetivo de controlar de forma automatizada cada uno de los pasos de elaboración de la bebida y de esta manera conseguir homogeneidad y lograr cumplir los estándares de calidad y correcta salubridad del producto para la obtención los permisos emitidos por el ente regulador en el Ecuador.
En el presente documento se detalla el diseño, construcción y posterior implementación del sistema prototipo, el mismo que está construido en su parte física estructural en acero inoxidable, cumpliendo de esta forma con las más altas exigencias de los organismos de certificación sanitaria.
El sistema electrónico dispone de un bloque de control que fue desarrollado sobre un Arduino Mega 2560 que es una plataforma de hardware libre, siendo esta una placa con un microcontrolador programable y puertos de entrada y salida en la cual se ha cargado el software con las instrucciones necesarias de funcionamiento, la misma que en conjunto con un LCD Keypad shield, un termómetro digital DS1820, un SSR y un grupo de cuatro sensores de nivel permiten llevar a cabo el manejo de cada uno de los actuadores que se detallan en:
Un motor que mueve un grupo de paletas para el mezclado de la malta y agua para la obtención del mosto, una niquelina de inmersión usada para los procesos de macerado y cocción del mismo, dos bombas centrífugas para la recirculación y descarga del líquido, tres electroválvulas, dos ventiladores unidos a un radiador que permitirán enfriar el mosto para su primera fermentación. Siendo esto en conjunto general la presentación del resultado total del proyecto en marcha.
De forma adjunta se presenta el funcionamiento del equipo a manera de guía y manual de usuario, un cuadro de mensajes, acciones y procedimientos del sistema que permiten conocer las operaciones a seguir en caso de un fallo o error del sistema.
De la misma manera, un cuadro de análisis de costos y tiempos de producción manual frente a la automatizada y un análisis de retorno de inversión del equipo. Terminando con las conclusiones y recomendaciones correspondientes al presente proyecto
Descripción:
Faced with the prospect of entrepreneurship of a micro enterprise for the elaboration and expense of craft beer, not counting this with a mechanism that allows to automate the process of preparation of it, and to avoid direct manipulation of the product by each of the persons involved in this process; emerges the need to design and implement an electronic system with the aim of controlling in an automated way each of the steps for the elaboration of the drink and in this way achieve homogeneity and reach the standards of quality and proper hygiene of the product to obtain the permits issued by the regulating entity in Ecuador.
The present document details the design, construction and subsequent implementation of the prototype system, which is built on its structural physical part in stainless steel, thus fulfilling with the highest demands of sanitary certification bodies.
The electronic system provides a control block that was developed on an Arduino Mega 2560 which is a free hardware platform, this being a electronic plate with a programmable microcontroller and ports of entry and exit on which the software is loaded with the necessary operating instructions, which, in conjunction with an LCD Keypad shield, a digital thermometer DS1820, an SSR, and a group of four level sensors allow to carry out the management of each of the actuators which are detailed in:
A motor that moves a group of palettes for mixing malt and water to obtain the must, a nickeling of immersion used for the process of macerating and cooking of it, two centrifugal pumps for recirculation and discharge of liquid, three solenoid valves, two fans attached to a radiator that will allow to cool the must for its first fermentation. This being in general the presentation of the total result of the project undertaken.
Attached form presents the performance of the equipment as a guide and user manual, a message box, actions and procedures of the system that allows to know the operations to be followed in the event of a failure or system error.
In the same way, a table of cost analysis and times of physical production compared to the automated one, and an analysis of return on investment of the equipment. Ending with the corresponding conclusions and recommendations to the present project.
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