Espinales A. Mera C. Taranto E. y Bustamante S. Diseño y Simulación de una Máquina
Despulpadora de Cacao con Motor 2HP. (2023) pp 11-27
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Vol. 3 Núm.5 (11-27): Septiembre - octubre 2023
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Editorial: Complementos en la Ciencia
Publicación Bimestral
Diseño y simulación de una máquina despulpadora de cacao con
motor 2hp
Design and simulation of a cocoa pulping machine with 2hp engine
Autores:
Alexis Patricio Espinales Merchán
Instituto Superior Tecnológico Tsa’chila
Ciudad: Santo Domingo
País: Ecuador
Correo: alexisespinalesmerchan@tsachila.edu.ec
Edwin Domingo Pastor Taranto González
Instituto Superior Tecnológico Tsa’chila
Ciudad: Santo Domingo
País: Ecuador
Correo: edptarantog@gmail.com
ORCID: https://orcid.org/ 0009-0007-3954-6237
Cesar Vinicio Mera Carreño
Instituto Superior Tecnológico Tsa’chila
Ciudad: Santo Domingo
País: Ecuador
Correo: cesarmeracarreño@tsachila.edu.ec
Santiago Isaac Bustamante Sanchez
Instituto Superior Tecnológico Tsa’chila
Ciudad: Santo Domingo
País: Ecuador
Correo: santiagobustamante@tsachila.edu.ec
Citación/cómo citar este artículo:
Espinales A. Mera C. Taranto E. y Bustamante S. (2023). Diseño y Simulación de una Máquina
Despulpadora de Cacao con Motor 2HP: Revista Social Fronteriza 3(5) pp 11 -27 DOI
https://doi.org/10.59814/resofro.2023.3(5)11-27
Enviado: junio 16, 2023 Aceptado: agosto 01, 2023 Publicado septiembre 5, 2023
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Resumen
El presente proyecto de trabajo de investigación se basa de acuerdo con el diseño y
simulación de una máquina despulpadora de cacao, lo cual de manera más optima y
rápida se pueda obtener el producto en un menor tiempo de producción, de acuerdo a
los tipos de despulpadoras se ha optado por diseñar una despulpadora con un motor de
2hp lo cual se han realizado investigaciones para hacer un análisis de elementos
principales y se determino el uso de un programa de diseño SOLIDWORK, lo cual nos
permitió obtener dimensiones establecidas asi mismo planos, y su respectiva simulación
de las partes con mayor relevancia.El diseño de esta máquina lo que pretende es
establecer o incentivar a los productores agrícolas a tomar como una alternativa el uso
de las maquinas despulpadoras ya que no se necesita de mucha inversión además se
pretende el uso de la tecnología lo cual ayuda a que se mejore y agilite el proceso de
extracción de la pulpa del cacao en los cultivos reduciendo así costos de producción. A
su vez, al diseñar una máquina despulpadora de cacao con motor 2HP, se promueve la
mejora continua, ofreciendo productos de alta calidad y satisfacción a la demanda para
el cliente o en el mercado, por lo tanto, contribuye lo que es en mejoramiento continuo,
determinando los parámetros, seleccionando las alternativas adecuadas, diseñando y
seleccionando cada uno de los elementos, basados en diseños, y realizando las pruebas
de funcionamiento.
Palabras clave: Despulpadora; Producción; Diseño; Tecnología; Simulación
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Abstract
The present research work project is based on the design and simulation of a cocoa
peeling machine, which is a more optimum and fast way can obtain the product in a
shorter production time, according to the types of scrappers, it has been chosen to
design a scraper with a 2hp engine which has been carried out research to analyse
primary elements and the use of a SOLIDWORKS design program is determined, which
allowed us to obtain dimensions set as well as planes, and their respective simulation of
the most relevant parts. The design of this machine is intended to establish or
incentivize agricultural producers to take as an alternative the use of the depopulating
machines since not much investment is needed besides the use of the technology which
helps to improve and speed up the process of extraction of cocoa pulp in the crops thus
reducing production costs. In turn, when designing a cocoa disposal machine with a
2HP engine, continuous improvement is promoted, offering high-quality products and
satisfying demand for the customer or on the market, therefore, contribute what is in
continuous improvement, determining the parameters, selecting the appropriate
alternatives, designing and selecting each of the elements, based on designs, and
performing the operation tests.
Keywords: pulper Production; Design; technology; simulation
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Introducción
En la presente propuesta de trabajo de integración curricular tiene como propósito,
simular y diseñar una máquina despulpadora de cacao con un motor de 2 HP, cabe
mencionar, en la presente investigación se basa en los parámetros establecidos de
procesos de producción como capacidad, fuerza, espesores de semillas y densidad. Por
otra parte, la quina despulpadora cuenta con un diseño de tolva que sirve para
soportar la presión de una fruta o densidad y el peso de las cajas al momento de
depositar las mismas en su interior. Es necesario recordar, que se tiene un diseño para
cortar el cacao por lo tanto se necesita de mayor fuerza de corte al momento de ser
despulpado. Por consiguiente, se presentará por capítulos el desarrollo del mismo.
Según, los estudios que se han realizado mencionan, el diseño de máquinas es una rama
muy importante de la ingeniería, se ocupa de la concepción, diseño, desarrollo,
refinamiento y aplicación de las máquinas y aparatos mecánicos de toda clase para dar
solución a las necesidades establecidas por la sociedad.
De manera que, emplean de manera directa el diseño, mencionando, las
características que influyen en el diseño como las dimensiones, procesamiento y
la unión de los elementos del sistema , con la máquina despulpadora de cacao se
pueden realizar comparaciones entre la extracción de grano manual y la
industrial, ahí se nota el cambio en la producción, de manera que, hoy en a la
tecnología está reemplazando al obrero, es una gran ayuda para las industrias
productoras, aunque requiere una inversión un tanto representativa, pero
también los resultados de mejoramiento son sumamente visibles. (Torres &
Quevedo Salguero, 2019, pág. 23)
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Metodología
Ubicación y duración
Esta investigación se llevó a cabo dentro de la cuidad de Santo Domingo de los Tsáchilas,
con un tiempo de duración de dos meses.
Enfoque
En efecto, la presente investigación es de carácter mixto, debido a que se darán uso de
las fuentes tanto primarias como secundarias para la elaboración de este proyecto de
titulación, con datos cualitativos que llevan a cabo las características de una maquina
despulpadora de cacao en el ámbito económico, así mismo, logístico de empresas que
se dedican a realizar dicha actividad en lo que respeta a despulpar el cacao. Para
aquello, se necesitó realizar lo siguiente, datos cualitativos acompañada de una
entrevista, encuesta, ya que en los datos cuantitativos se dará por medio de un análisis
basado en los datos, una vez teniendo encabezado el diagnóstico y poder establecer
aquella propuesta de solución.
Modalidad de la investigación
De acuerdo, al enfoque mixto, se utilizó métodos cualitativos y cuantitativos, es decir,
se utilizó con el fin de refinar preguntas de investigación basados en métodos de
recolección de datos sin medición numérica, por consiguiente, se llevó a cabo una
encuesta de investigación por contestar y lograr comprender tanto el conteo y
estadística, comprendiendo la problemática que se presenta en la investigación.
Nivel o tipo de investigación
Investigación de Campo
Es una recopilación de datos nuevos de fuentes primarias con un propósito especifico,
encaminado con datos cualitativos con el fin de observar e interactuar con las
personas de su entorno natural.
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Investigación documental
Este tipo de investigación describe el objeto de estudio en sus detalles, y se encarga de
ordenar y sistematizar la información disponible en un cuerpo coherente de ideas.
Explicativa
Tiene relación causal, de manera que, no sólo persigue describir o acercarse a un
problema, sino que intenta encontrar las causas del mismo. Por lo tanto, abordo a un
tema relativamente nuevo de las exportadoras de cacao de la ciudad de Santo Domingo.
Población y muestra
En los casos el tipo de población de las empresas que se dedican a despulpar el cacao
que se encuentran dentro de la ciudad de Santo Domingo, el objeto de estudio son las
personas que se encuentran en población económicamente activas que realizan dicha
actividad.
La investigación está dirigida directamente al sector o empresas despulpadoras de
cacao, por lo tanto, se aplica un muestreo no probabilístico por conveniencia el mismo
que permite tomar como muestra representativa con el fin de realizar un análisis.
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Técnicas e instrumentos de recolección de la información
Técnicas
Se aplicó la técnica de encuesta a los trabajadores de productoras de cacao, de manera
que, está conformada por preguntas cerradas, para que el encuestado responda de
acuerdo al estado de la empresa sobre el tema a investigar. Las preguntas se realizaron
en base a los objetivos propuestos anteriormente.
Técnica de entrevista
Se aplicó la técnica de entrevista al Gerente de la empresa para recabar la información
necesaria y objetiva sobre los inconvenientes de la gestión de compras, mediante la
elaboración de un cuestionario estructurado de preguntas abiertas tomando como ejes
los objetivos específicos de la investigación.
Instrumentos
Encuesta
Cuestionario estructurado de preguntas cerradas, elaboradas en un formulario Google
form y distribuido por correo, para observar la gestión de compras.
Entrevista
Cuestionario estructurado de preguntas abiertas, para evaluar el funcionamiento del
proceso de compras
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Resultados
De acuerdo a las entrevistas aplicada, se obtuvieron los siguientes
resultados.
Análisis de máquinas despulpadora de cacao y despulpadora de cacao con motor 2HP
Entrevista
Los sectores productivos cuentan con personal suficiente
Si, claro la empresa cuenta con el personal suficiente, cabe recalcar, cada grupo de
personas tiene diferentes actividades.
1. La cantidad de cacao que cosechan es suficiente para el personal que
realiza dicha actividad
Pienso que sí, sin embargo, si me agradaría contar con una máquina que realice dicha
función
2. Piensa usted, que una máquina abastecería la cantidad de cacao que
despulpan las personas
En efecto, no porque un grupo de personas realiza dicha actividad, es decir, no se
lograría abastecer, pero si a ganar más tiempo.
3. Cuentan con suficiente espacio para colocar la maquina y realizar dicha
actividad
Si, sin embargo, es necesario ser precavido, analizar cada paso que se va a realizar con
la finalidad de no encontrase con malas decisiones.
4. De acuerdo, a lo antes mencionado, ¿está usted dispuesto a comprar una
máquina despulpadora?
Aún no he tenido la oportunidad de contar con una de ellas, sin embargo, pienso que
para hacer la prueba si, sin embargo, nada me garantiza que se ahorrara tiempo y lograr
realizar las siguientes actividades.
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Análisis
De acuerdo, a la información obtenida mediante la entrevista por parte del Ing. Cesar
Erazo, si estaría totalmente dispuesto a obtener una máquina despulpadora de cacao y
ahorrar tiempo, lograr realizar las siguientes actividades de su pequeña empresa, cabe
mencionar, la maquina cuenta con varias funciones, por lo tanto, se mejoraría en
varios ámbitos.
Encuesta
Tabla 1:Entrevista entre Ingenieros de pequeñas empresas
PREGUNTAS
Ing. Erazo Cesar
Ing. Jessica Herrera
1.- Dentro del
área de
producción han
utilizado una
máquina que les
facilite el trabajo
Nosotros como
empresa nos
dedicamos a.
exportar nuestro
cacao con nuestra
marca y muy pocas
veces usamos lo
que es máquina
para despulpar el
producto.
En efecto, en
nuestra pequeña
empresa no se
realiza ningún
trabajo con una
maquina
despulpadora de
cacao
En lo poco que
se está
comenzando
junto con el
producto, la
verdad no
realizamos nada
con máquina.
2.- Considera
usted necesario
utilizar una
máquina
No considero que
el cacao necesite de
una máquina, sin
embargo, pienso en
grandes cosechas si
se necesita o se lo
consideraría.
Si, porque el cacao
en su época de
cosecha no se
abastece con el
personal.
3.- Cree que
existan ventajas o
Si, pienso que sí,
depende mucho de
Si la máquina
realiza la
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facilitar el trabajo
al realizar con
una maquina
despulpadora de
cacao con motor
2HP
la facilidad al
clasificar el
producto por parte
de los
colaboradores,
clasificación y fácil
manipulación del
producto,
considero que si es
necesario.
4. Podría señalar.
¿Cuáles son los
factores más
relevantes que se
toman en cuenta
para considerar a
un producto apto
para la
exportación, en
este caso el
cacao?
Unos factores pues
eligen el producto
cacao en el
Ecuador por la
calidad
especialmente el
cacao fino de
aroma, pero CCN51
o también llamado
ASS no pueden
entrar por ejemplo
estos a los
mercados europeos
porque tienen altas
cantidades de
cárneos y la unión
europea no dejan
pero si permiten en
menores escalas a
estados unidos y
otros países.
Un producto apto
para la exportación
y principalmente
podríamos decir
que depende del
país de destino al
país la cual se va a
exportar tienen
requisitos que
deben cumplir los
productos de forma
agrónomas ya sea
el tamaño, las
condiciones, el
estado, registros
sanitarios y otras
características
específicas que
requieren.
5. Considera
usted que las
autoridades
toman decisiones
Al considerar en un
sector privado
mismo busco las
formas de manera
En mi punto de
vista, en cuanto a la
cosecha, si existen
muchas decisiones
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acertadas al
utilizar una
máquina
despulpadora de
cacao 2HP
de hacer crecer el
mercado del cacao
con una máquina
despulpadora de
cacao con motor
2HP
acertadas y otras
que talvez
pudieron ser mejor
ya que en el caso
de comercio.
6. ¿Qué ventaja
cree usted que
tiene la
exportación de
cacao en el país?
La ventaja que
tiene la
exportación del
cacao obviamente
como cualquier
otra exportación o
cualquier otro
producto agrícola
es que ingresan
divisas al país,
genera trabajo y
pues se obtiene un
mejor precio,
aunque esté
Tenemos una gran
ventaja ya que es
uno de los
principales
productos
reconocidos en
otros países ya que
exportado por
Ecuador en cuanto
a la calidad del
producto y
también el
exquisito del aroma
y el sabor del
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controlado por el
precio de la bolsa
mismo los
derivados que se
pueden realizar del
cacao, entonces es
mucho
identificativo el
cacao para el
Ecuador.
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9. Cree usted que
es necesario
generar o crear
una guía o
manual de
procedimientos
Por supuesto que
es necesario que se
cree un manual de
procedimientos por
eso las empresas
empacadoras, por
ejemplo, a nivel
internacional ósea
todas
certificaciones son
procedimientos
para tener un
orden en la cadena
de suministro,
logística o en todo
lado, la producción
y esto ayuda
internacionalmente
que el producto
tenga un poco más
de eficacia tanto el
productor hasta el
despacho de
mercancías de la
cadena logística.
Adoptado: Espinales,
A; Mera, C 2023.
Si, siempre es
bueno contar con
un manual de
procedimientos
porque así a parte
de tener una guía
de cómo proceder
también vamos a
validar todos los
cumplimientos que
estén realizando
todos los pasos que
conlleva cada
actividad, tanto
para mantener la
calidad del
producto como
para aprovechar los
recursos y los
tiempos dentro de
la cadena logística.
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En efecto, se podría analizar en ninguna de las tres pequeñas empresas no cuentan con
una maquina despulpadora de cacao con Motor 2HP, de manera que, se introduce a
través de la tolva de carga, cabe mencionar, son exportadores de cacao cuenta con
colaboradores, sin embargo, si consideran obtener o emplear en una de ellas, porque les
permite reducir el tiempo de producción de la pulpa. Así mismo, cuenta con varias
funciones como la eliminación de semillas, vástagos, cáscaras y obtención de pulpa, a
su vez, se manipula y mejora la cadena logística en la exportación o venta del mismo.
En síntesis, al diseñar una maquina despulpadora con motor 2HP de cacao, se logra
comprobar que cada equipo o empresa que se dedica a realizar dicha actividad
económica debe poseer una capacidad u objetivo general que este planteado en la parte
agrícola con la finalidad de procesar dicha cosecha, de manera que, lograran reducir
costos y mejorar la productividad.
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Discusión
Una vez ejecutadas las pruebas de funcionamiento de la máquina despulpadora de cacao
se tiene que la potencia consumida por el equipo en vacío fue un 30% a su carga máxima
el valor que alcanzó fue de un 70% en la prueba de verificación de los procesos de corte
y despulpado de las mazorcas de cacao, se establece en base al número de pruebas
realizadas en la despulpadora de cacao en un tiempo de proceso de 350 mazorcas cada
15 minutos en lo cual se valora los residuos grandes mazorcas de cacao partido por las
cuchillas que al final recorrido al cilindro no existe acumulación alguna dentro del
mismo, sí mismo tenemos el analizar los diferentes elementos que los resultados se los
hicieron mediante un software de diseño en este caso Solidword los cuales nos arroja
mediciones y comprobaciones de análisis estáticos de cada elemento. (Bone Pilataxi &
Moran Vera, 2023, pág. 82)
Cabe mencionar que el funcionamiento de la despulpadora se basa en dos funciones que
es la sección de corte y la sección de despulpado tenemos que en la sección de corte
entra la mazorca de cacao por canales los cuales divide el cacao este puede ser por las
cuchillas que lo parte por la mitad del siguiente procedimiento a una sección que
vendría siendo la sección despulpado lo cual entra en la semilla del cacao en el canal
este estando ya partido en forma circular con el movimiento de se desprende lo que es
la cascara en el cilindro mientras que la cascara se va por otro lado depósito
completamente preparado, el despulpado con la máquina ha incrementado en un 80%
en su obtención, esto quiere decir se ha optimizado el tiempo y a su vez la economía
empieza a perfeccionar ya que la máquina sustituye a los trabajadores y representará un
gasto menos en la producción de pulpa de cacao, asimismo hubo casos en el que la fruta
se atascaba en la cabina de corte por lo que no admitía que se el despulpado, todas
esas correcciones se toman en cuenta para el perfeccionamiento de la máquina. (Flavio,
2021, págs. 52-53)
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Conclusiones
En efecto, al diseñar una máquina despulpadora de cacao con motor de 2hp mediante
software consiste en partir la mitad a la cascara mediante una cuchilla, por lo tanto, es
enviado como un cilindro giratorio en el cual su movimiento totalmente desprenderá la
pulpa de la cáscara al ser ingresada por un recipiente y pulpa a otro lugar, cabe
mencionar, los motores son cajas que resultan ser reductoras para el trabajo de fuerza.
Su transmisión de movimiento mediante la cadena resulta ser eficaz.
Al desarrollar la máquina, se necesita diseñar los planes de manera previa deben estar
establecidos para la construcción de la misma, la selección de materiales, medidas y
espesores son un 50% económicos y un 50% costosos, sin embargo, son precios viables.
En efecto, las pruebas de funcionamiento en la despulpadora de cacao con motor 2HP,
son muy viables con el fin de comprobar el funcionamiento, eficiencia de cada una de
las partes que lo conforman y logren corregir los errores que se presente al momento de
extraer la pulpa de cacao.
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Referencias bibliográficas
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Conflicto de intereses
Los autores declaran que este trabajo no presenta conflicto de intereses