Tesis I.M. 310 - Jácome Castro Alex Fabricio

221 Pages·2016·6.54 MB·Spanish

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN
PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO
MECÁNICO
TEMA:

“SISTEMAS DE EMPACADO DE BOTELLAS PARA MEJORAR EL
TIEMPO DE ALMACENAMIENTO EN EL PROCESO DE
EMBOTELLADO EN EL LABORATORIO DE AUTOMATIZACIÓN Y
CONTROL DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y
MECÁNICA DE LA UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO.”

AUTOR: Egdo. Alex Fabricio Jácome Castro
TUTOR: Ing. Mauricio Carrillo

AMBATO-ECUADOR
2015
i
APROBACIÓN DEL TUTOR

En mi calidad de Tutor del trabajo de investigación sobre el tema: “SISTEMAS DE
EMPACADO DE BOTELLAS PARA MEJORAR EL TIEMPO DE
ALMACENAMIENTO EN EL PROCESO DE EMBOTELLADO EN EL
LABORATORIO DE AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL DE LA FACULTAD DE
INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA DE LA UNIVERSIDAD TÉCNICA DE
AMBATO”. Del señor ALEX FABRICIO JÁCOME CASTRO, estudiante de la
carrera de Ingeniería Mecánica, considero que dicho informe reúne los requisitos y
méritos suficientes para ser sometido a la evaluación de jurado examinador designado
por el H. Consejo.

Ambato, Noviembre del 2015

EL TUTOR

…………………………………………..
Ing. Mauricio Carrillo
ii
AUTORÍA DEL TRABAJO DE GRADO

Los criterios emitidos en el informe de investigación: “SISTEMAS DE EMPACADO
DE BOTELLAS PARA MEJORAR EL TIEMPO DE ALMACENAMIENTO EN EL
PROCESO DE EMBOTELLADO EN EL LABORATORIO DE
AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Y MECÁNICA DE LA UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO.” como también
las ideas, conclusiones, recomendaciones y propuesta son de exclusiva responsabilidad
de mi persona, como autor de este trabajo de grado.

Ambato, Noviembre del 2015

EL AUTOR

…………………………………………..
Alex Fabricio Jácome Castro
1804470472
iii
DEDICATORIA
Esta tesis se la dedico a mi familia ya que gracias a ellos que con su apoyo
incondicional pude culminar con esfuerzo, sacrificio y dedicación, a mis maestros ya
que ellos fueron los pilares en el proceso de mi aprendizaje para que esto pueda verse
plasmado en la presentación de esta tesis.

Fabricio Jácome
iv
AGRADECIMIENTO

Agradezco a mis padres Mirian y Jorge, que nunca me dejaron solo en los momentos
más difíciles y en los cuales supieron apoyarme y motivarme a seguir adelante en este
proceso que ha sido difícil pero no imposible, a mi hija Emiliana por que fue el motivo
que me impulso a seguir adelante a pesar de las adversidades, a mis maestros y
compañeros los cuales me brindaron su amistad, confianza y conocimiento para que
sintiera que este esfuerzo me daría gratificantes resultados a todos gracias por su
apoyo incondicional.

Fabricio Jácome
v
ÍNDICE GENERAL DE CONTENIDO
PORTADA .................................................................................................................... i
APROBACIÓN DEL TUTOR ................................................................................. ii
AUTORÍA DEL TRABAJO DE GRADO ............................................................... iii
DEDICATORIA ......................................................................................................... iv
AGRADECIMIENTO ................................................................................................ v
ÍNDICE GENERAL DE CONTENIDO .................................................................. vi
RESUMEN EJECUTIVO ....................................................................................... xiv
EXECUTIVE SUMMARY ....................................................................................... xv
CAPÍTULO I ............................................................................................................... 1
PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN ....................................................................... 1
1.1 TEMA .................................................................................................................... 1
1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .......................................................... 1
1.2.1 Contextualización ........................................................................................... 1
1.2.2 Análisis crítico ................................................................................................ 2
1.2.3 Prognosis ......................................................................................................... 3
1.2.4 Formulación del problema .............................................................................. 4
1.2.5 preguntas directrices ....................................................................................... 4
1.2.6 Delimitación del problema de investigación................................................... 4
1.3 JUSTIFICACIÓN ................................................................................................ 5
1.4 OBJETIVOS ......................................................................................................... 6
1.4.1 Objetivo general .............................................................................................. 6
1.4.2 Objetivos específicos ...................................................................................... 6
CAPÍTULO II ............................................................................................................. 8
vi
MARCO TEÓRICO ................................................................................................... 8
2.1 ANTECEDENTES INVESTIGATIVOS ........................................................... 8
2.2 FUNDAMENTACIÓN FILOSÓFICA .............................................................. 8
2.3 FUNDAMENTACIÓN LEGAL ......................................................................... 9
2.4 RED DE CATEGORÍAS FUNDAMENTALES ............................................. 10
2.4.1 Sistemas de medición y control .................................................................... 10
2.4.2 Diseño mecánico ........................................................................................... 15
2.4.3 Sistemas termicos.......................................................................................... 17
2.4.4 Sistemas de empacado de botellas ................................................................ 20
2.4.5 Procesos de producción................................................................................. 29
2.4.6 Mejoramiento de tiempos de producción ...................................................... 32
2.5 HIPÓTESIS ........................................................................................................ 32
2.5.1 Señalamiento de variables............................................................................. 32
CAPÍTULO III .......................................................................................................... 34
METODOLOGÍA ..................................................................................................... 34
3.1 ENFOQUE .......................................................................................................... 34
3.2 MODALIDAD Y TIPO DE INVESTIGACIÓN ............................................. 34
3.2.1 Modalidad básica de la investigación ........................................................... 34
3.3 TIPO DE INVESTIGACIÓN ........................................................................... 35
3.4 POBLACIÓN Y MUESTRA ............................................................................ 36
3.4.1 Población....................................................................................................... 36
3.4.2 Muestra ......................................................................................................... 36
3.5 OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES ............................................... 37
3.5.1 Variable independiente ................................................................................. 37
vii
3.5.2 Variable dependiente. ................................................................................... 38
3.6 PLAN DE RECOLECCIÓN DE LA INFORMACIÓN ................................. 39
3.7 PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS .................................................................. 39
3.7.1 Plan de procesamiento de la información ..................................................... 39
3.7.2 Plan de análisis e interpretación de resultados .............................................. 39
CAPÍTULO IV .......................................................................................................... 41
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS. ..................................... 41
4.1 CARACTERÍSTICAS DEL PROCESO DE EMBOTELLADO. ................. 41
4.1.1 Máquina dosificadora.................................................................................... 41
4.1.2 Máquina taponadora...................................................................................... 42
4.1.3 Máquina etiquetadora.................................................................................... 43
4.2 CONFORMACIÓN DE ALTERNATIVAS .................................................... 44
4.3 MÁQUINAS EMPACADORAS ....................................................................... 45
4.3.1 Tipos de material o película de empacado .................................................... 49
4.4 ANÁLISIS Y SELECCIÓN DE LA MÁQUINA EMPACADORA Y TIPO DE
PELÍCULA DE EMPACADO ................................................................................. 54
4.4.1 Selección de la máquina empacadora ........................................................... 54
4.4.2 Selección de la película para empaquetado .................................................. 60
4.5 PRUEBAS DE EMPAQUETADO ................................................................... 63
4.5.1 Empaquetado manual .................................................................................... 63
4.5.2 Empaquetado automático .............................................................................. 67
4.6 INTERPRETACIÓN DE DATOS .................................................................... 68
4.7 VERIFICACIÓN DE HIPÓTESIS .................................................................. 68
CAPÍTULO V ............................................................................................................ 70
viii
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...................................................... 70
5.1 CONCLUSIONES .............................................................................................. 70
5.2 RECOMENDACIONES .................................................................................... 71
CAPÍTULO VI .......................................................................................................... 72
PROPUESTA ............................................................................................................ 72
6.1 DATOS INFORMATIVOS ............................................................................... 72
6.1.1 Título ............................................................................................................. 72
6.1.2 Institución Ejecutora. .................................................................................... 72
6.1.3 Beneficiarios ................................................................................................. 72
6.1.4 Ubicación ...................................................................................................... 72
6.1.5 Tiempo Estimado para la Ejecución ............................................................. 73
6.1.6 Equipo Técnico Responsable. ....................................................................... 73
6.1.7 Costo ............................................................................................................. 73
6.2 ANTECEDENTES DE LA PROPUESTA ....................................................... 73
6.3 JUSTIFICACIÓN .............................................................................................. 74
6.4 OBJETIVOS ....................................................................................................... 74
6.4.1 Objetivo General ........................................................................................... 74
6.4.2 Objetivos Específicos................................................................................... 74
6.5 ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD ...................................................................... 75
6.6 FUNDAMENTACIÓN ...................................................................................... 75
6.6.1 Dimensiones generales de la empaquetadora térmica de botellas. ............... 75
6.6.2 Parámetros de la máquina empacadora de botellas ....................................... 77
6.6.3 Diseño de la empacadora. ............................................................................. 78
6.6.4 Cálculos térmicos. ......................................................................................... 81
ix
6.6.5 Cálculos de diseño mecánico ...................................................................... 105
6.6.6 Cálculos neumáticos ................................................................................... 135
6.6.7 Diseño del sistema eléctrico de control y potencia. .................................... 139
6.7 METODOLOGÍA, MODELO OPERATIVO ............................................... 147
6.8 ADMINISTRACIÓN ....................................................................................... 148
6.8.1 Costos Materiales ........................................................................................ 148
6.9 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................. 151
6.9.1 Conclusiones. .............................................................................................. 151
6.9.2 Recomendaciones. ...................................................................................... 152
6.10 PREVISIÓN DE LA INVESTIGACIÓN ...................................................... 152
Mantenimiento y seguridad .................................................................................. 153
Bibliografía ............................................................................................................... 154
ANEXOS .................................................................................................................. 156

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 2.1: Red de categorías fundamentales ............................................................ 10
Figura 2.2: Máquina de empaque película PE ........................................................... 19
Figura 2.3: Actividad del Procesos ............................................................................ 30
Figura 4.1: Máquina empacadora Termoencogible ................................................... 46
Figura 4.2: Empacadora al vacio ............................................................................... 47
Figura 4.3: Máquina envolvedora automática RTA. ................................................ 48
Figura 4.4: Ordenamiento de botellas ........................................................................ 64
Figura 4.5: Envoltura del plástico .............................................................................. 64
Figura 4.6: Corte del plástico ..................................................................................... 65
Figura 4.7: Empacado final ........................................................................................ 65
Figura 6.1: Dimensiones interiores de la cámara ...................................................... 80
x