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NS-CI-78 REVOLVEDORA DE JABÓN


Categoría: Superior (Licenciatura)
Área de participación: Ciencias de la ingeniería

Equipo: Revolvedora de jabón

Miembros del equipo:
Victor Hugo Godinez Mendez
Enrique Salazar Ramirez
Denis Irurena Espino Hernández

Asesor: Gabriel Torres Santiago

Escuela: INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TLALNEPANTLA

Resumen

La necesidad de entregar a los clientes un     estándar de calidad y confiabilidad que resulte en beneficio hacia el consumidor como en la empresa en evitar pérdidas dentro de la gestión de su elaboración; desde dirección hasta operación, origina la implementación de un sistema de mesclado que busca reducir los tiempos de elaboración, elevando su factibilidad de calidad de los productos, disminuir los problemas de salud del operador y reducir el impacto al medio ambiente, ya que la producción para la elaboración de jabón de barra es burda y no se tiene una amplitud de estos por falta de maquinaria. Por lo anterior se desarrolló la revolvedora de jabón que sea eficiente y segura.

Se explora el impacto que este proyecto podría tener en el sector de la población dedicada a la elaboración de jabón de barra actualmente México es uno de los países de Latinoamérica que más usa jabón de uso personal 98 de cada 100 personas lo utiliza. La metodología utilizada para la elaboración de la revolvedora de jabón, se aplicó una metodología que nos permitió usar conocimientos adquiridos en diferentes asignaturas, para poder crear nuestro producto y apoyar a los usuarios que elaboran jabón duro artesanal

En el presente proyecto se tiene una búsqueda del estado de la técnica basándose en la elaboración del jabón desde la antigüedad, compilando las diferentes recetas usadas, lo cual permite conocer todos los desarrollos que se tienen hasta la actualidad.

Link de video:

 

 

Pregunta de Investigación

¿Cómo reducir el número de accidentes y riesgos hacia la salud al momento de elaborar el jabón artesanalmente?

Planteamiento del Problema

Las técnicas hoy utilizadas por los artesanos de jabón tienden a hacer rústicas, nocivas a la salud por los químicos que se manejan durante el proceso de su elaboración así exhaustivas debido  a la práctica forzosa de movimiento del cuerpo en la mezcla de los elementos para su elaboración  del mismo lo que ha provocado que tengan un atraso en su producción en sus ventas y este tipo de situaciones los obliga a buscar alternativas para poder llegar a hacer competitivos con el mercado pero ¿Cómo podrían lograr llegar a estar objetivos?, si las actuales máquinas que les podrían ayudar son muy costosas, difíciles de manejar, y por supuesto costosas.

Antecedentes

La preocupación del ser humano por la limpieza del cuerpo y de su entorno se conoce desde siempre, es por eso que la manufactura del jabón es una de las síntesis químicas más antiguas. Por ejemplo, las tribus germánicas de la época de César hervían sebo de cabra con potasa (hidróxido de potasio) que obtenían por lixiviación de las cenizas del fuego de leña.

La química moderna ha refinado las materias primas, así como la técnica, pero la fabricación del jabón es básicamente la misma que hace dos mil años: un ácido graso (de origen vegetal o animal) se combina con una solución de agua y un álcali (hidróxido de sodio o potasio) produciendo así jabón y glicerina, ésta reacción se conoce como saponificación.

Las máquinas mezcladoras de jabón utilizadas en la actualidad en diferentes industrias jaboneras son de grandes dimensiones, por lo que no se adaptan al pequeño tamaño de los talleres de los artesanos.

 

Actualmente las mezcladoras de jabón son  utilizadas en la industria para mezclar grandes cantidades de ingredientes ya que sus capacidades llegan a hacer de hasta 1500 kilogramos.

Objetivo

General:

Diseñar y fabricar una máquina revolvedora que sea de fácil adquisición debido a su precio la cual facilitara la elaboración del jabón de pasta duro, permitirá una mayor producción y una mejora en la calidad del producto final

Específicos:

Se creara una máquina que permita las exigentes condiciones de funcionamiento a las que se someterán así como:

  • Un manejo sencillo y seguro de la máquina lo cual brindara una mayor confianza al operador de la máquina.
  • Aprovechamiento total de la materia prima debido al uso de la merma que la máquina revolvedora produzca durante el proceso.
  • Implementación del reciclaje de aceites usados procedentes de frituras.
  • Ahorro de tiempo en la producción.

Justificación

En la realización de jabones esta actividad conlleva una práctica forzosa de movimiento del cuerpo produciendo una sensación de cansancio que afecta la salud.

La revolvedora de jabón ofrece disminuir de manera drástica los esfuerzos accidentes de los productores de jabón dando como resultado una mejora en su productividad si no en la integridad personal de ellos, liberando espacio para actividades importantes.

Ayudará a garantizar a los productores de jabón de barra una mejora drástica en la elaboración controlando un ritmo constante de elaboración.

Con ello el proyecto ofrece aumentar los estándares de calidad al mismo tiempo disminuir los riesgos laborales durante el proceso debido a la reacción química que se produce al mezclar la materia prima.

Hipótesis

Como hasta ahora se ha mencionado, no hay en el mercado la facilidad de la adquisición de una máquina de revolvedora de jabón de tamaño compacto, los cuales realicen la tarea una mezcla homogénea, por lo cual las personas que llevan a cabo elaboración del jabón en barra se les dificulta realizar el proceso de mezclado del jabón, ya que esta actividad la realizan manualmente. Nuestra revolvedora de jabón ayuda a que la actividad del mesclado de los ingredientes sea más rápida y con la seguridad de que la mezcla tendrá homogenización y textura adecuada y que no quede ningún desperdicio.

Revolvedora de jabón es una máquina que mezcla y optimiza el proceso de la elaboración del jabón de barra, para las personas que realizan este trabajo de manera manual, ya no tendrán que estar batallando con el proceso de revolver los ingredientes, ni van a tener que realizar mucho esfuerzo físico como lo hacen actualmente, con la revolvedora de jabón será más rápido y sencillo este proceso.

Lo que se busca con la revolvedora de jabón es la seguridad, optimización de tiempo y trabajo en la elaboración del jabón de barra ya que es un proceso largo y laborioso.

Método (materiales y procedimiento)

En el presente proyecto llamado “Revolvedora de jabón”, se aplicó una metodología que nos permitió usar conocimientos adquiridos en diferentes asignaturas, para poder crear nuestro producto y apoyar a los usuarios que elaboran jabón duro artesanal.

  1. Estudio de mercado

Se realizará un estudio de mercado para conocer la demanda que presenta nuestro proyecto y las características que requieren los productores para implementar algunas innovaciones y estrategias que permitan hacer mejoras en los tiempos de producción frente a las empresas en competencia.

A continuación se muestran los resultados de las 2 preguntas más significativas:

1.- ¿Cree que esta máquina revolvedora de jabón de barra puede reducir el impacto ambiental por medio del aprovechamiento de aceites reciclados?

Figura 1. Gráfica de la pregunta uno.

Si este producto se encontrara en el mercado, ¿lo compraría?

 

Figura 2. Gráfica de la pregunta dos.

  1. Características del producto.

Traduce las necesidades del mercado a características generales del producto, estableciendo los objetivos, criterios de diseño, especificaciones y restricciones del producto satisfactorio.

Criterios de diseño:

  • Fácil utilización
  • Seguridad
  • Fácil mantenimiento
  • Fácil de trasladar
  • Economía

Especificaciones:

  • Capacidad de materia prima para revolver 100 L
  • Moldes de vaciado 40 cm de ancho x 40 cm de largo
  • Tiempo de mezcla: 15 minutos
  • Capacidad la maquina por hora: revuelve 4 tambos de 100 L/h

Restricciones.

  • Carga manual de las materias primas.
  1. Dibujos previos.

Es la actividad donde se plantea la mejor solución posible en un dibujo que muestre las formas y elementos.

Figura 4. Revolvedora en isométrico.

Figura 5. Revolvedora de jabón en vistas.

  1. Esquemas. Se utilizan símbolos normalizados para la representación de la interacción de los elementos y mecanismos.

Figura 6. Esquema cinemático.

 

Figura 7. Esquema eléctrico.

  1. Cálculos. Se utilizan las técnicas y procedimientos que dan las magnitudes de las características básicas del producto, tales como potencia, diámetros, formas, etc.
  2. Dibujos de estudio. Pasar a un dibujo las magnitudes de las primeras características del producto, muchas otras que darán las bases para cálculos de verificación.

 

Figura 8. Dibujo en vistas.

 

Figura 9. Dibujo en isométrico.

 

 


  1. Prototipo. Cuando los dibujos de estudio contienen la suficiente información, se inicia la construcción del prototipo utilizando los diferentes procesos de manufactura. (Ver Figuras 10, 11, 12 y 13).

Figura 10. Vista frontal .

.

Figura 11.Vista en isométrico

 

Figura 12. Vista lateral derecha.

 

Figura 13. Vista lateral izquierda.

Costos de materiales, costos de elementos normalizados, costos de maquinado y costos varios. (Ver Figura 14.)

Figura 14. Costo de fabricación estándar.

Costo total del equipo de la máquina revolvedora de jabón = $ 19744.114

 

 

Pruebas de funcionamiento. Sujetar a un programa de pruebas al prototipo hasta que satisfaga plenamente lo especificado en las características planteadas anteriormente.

 

Dibujos de detalle. Definir cada una de las partes componentes que establezcan, sin ambigüedad la forma geométrica, dimensiones nominales, tolerancias, materiales, tratamientos y acabados, en su caso. (Ver Figura 15 y 16.)

 

Figura 17. Dibujo de conjunto.

 

Figura 15. Estructura.

Figura 16. Base de motor.

  1. Dibujos de conjunto. Definir la relación física que guardan las piezas que los integran. Se identifican con números, letras o combinación de ellos, cada una de las piezas que forma el conjunto y se muestra el número de ellas que intervienen en cada conjunto. (Ver Figura 17.)

 

Galería Método

Resultados

RESULTADOS.

Prueba de tensión de alimentación.

Conectar el motor a una fuente de alimentación de 120 volts (ver figura 18).

Figura 18. Motor conectado a una fuente de alimentación.

Se conecta el multímetro entre las terminales del motor (ver figura 19), el cual nos dio una lectura de 126.4 volts.

Figura 19. Lectura del multímetro.

Prueba de consumo de energía

Se energiza el motor a la red de alimentación de 120 volts de C.A.  y se realiza la medida consumo de corriente, dándonos 1.4 Amperes. Estando dentro de tolerancia.

Figura 20. Lectura del multímetro.

Prueba de la capacidad de producción

La revolvedora de jabón utilizó un tiempo de  2 minutos para mezclar 1 kilogramo de sosa caustica con 6 litros agua y un tiempo máximo de 20 minutos para mezclar 6 litros de aceite con el agua y sosa caustica previamente mesclado. (Ver figuras

Figura 21. Mezcla de sosa caustica con el agua.

Figura 21. Añadiendo el aceite reciclado.

 

Figura 22. Mezcla homogenizada con un colorante vegetal.

 

Galería Resultados

Discusión

Se pretende ofrecer a los artesanos una maquina mezcladora que sea eficiente, acelere y mejore la calidad de la mezcla para el aumento de producción de jabones y reducir así mismo riesgo para la salud.

Buscando así un gran apoyo para los artesanos de jabón en barra económicamente, seguro y eficiente que logre cubrir sus necesidades basado en su diseño compacto.

Logrando con esta innovación reducir los costos por mantenimiento, por herramental, perdidas de producto.

Conclusiones

En el presente proyecto llamado “Revolvedora de jabón”, se aplicó una metodología que nos permitió usar conocimientos adquiridos en diferentes asignaturas, para poder crear nuestro producto y apoyar a los usuarios que elaboran jabón duro artesanal.

De acuerdo al trabajo que ejerce la máquina revolvedora de jabón, se validó su eficiencia y eficacia al momento de mezclar la materia prima para la que fue diseñada.

Su fácil operación se puede percibir desde el momento de desplazarse sobre superficies lisas, acoplar la máquina revolvedora de jabón a los contenedores de materia prima, su mecanismo de elevación es práctico y útil para cumplir la función de subir y bajar la base del motor junto con las aspas y realizar el trabajo requerido.

Bibliografía

Referencias bibliográficas.

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Referencias virtuales.

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Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography