Comparación de la Producción de “tunta” con Nueva Tecnología Máquina Peladora y la producción

tradicional de las zonas rurales

Universidad Nacional del AltiplanoEscuela Profesional de Ingeniería Mecánica Eléctrica

lerma mamani hisauroepime-lerma-h @hotmail.com

Puno, Perú2014

I. RESUMEN

Con el método tradicional el problema principal es que hay un bajo producción del producto procesado “tunta” (chuño blanco), se produce muchas pérdidas en la eficiencia de la producción, de tiempo, así como gasto de energía humana, enfermedades como el reumatismo y esfuerzo demanda como de un tiempo la persona estará en riesgos de la salud , la contaminación ambiental por solidos suspendidos y cascara.

Por esta razón el presente proyecto se plantea el desarrollo de una buena alternativa tecnológica de pelado de tunta con el objetivo de tener parámetros óptimos de un mejoramiento del método tradicional para tener un mayor rendimiento de producción de la “tunta”, incremento de ingresos económicos y mejoramiento de la salud del agricultor. El proyecto tuvo un resultado satisfactorio teniendo mayor rendimiento y eficiencia en la producción de este alimento nutritivo. Las conclusiones muestran los niveles óptimos con los que debe trabajar la máquina “peladora de tunta”, y la producción de mejor calidad e higiene del producto final y que la tunta se consuma a nivel nacional y tener una buena calidad de vida para la población.

Palabras claves: máquina peladora, tolva, papa helada, procesamiento de la tunta con calidad.

ABSTRACT

The main problem is that there is a low production of processed product "tunta" (white potato flour), many losses occur in production efficiency, time and human energy expenditure and effort demand resulting deterioration of health human, environmental pollution by suspended solids and rind. For that reason is that we make the next project with the goal of having optimal parameters for high performance production of "tunta" increasing income and improving the health of the farmer. The project had a satisfactory outcome with more accuracy and efficiency in the production of this nutrient. The findings show optimal levels with which to work the machine "tunta peeler" and the production of better quality and hygiene of the final product.

Keywords: peeling machine, hopper, potato frost.

II. INTRODUCCION

En nuestro país (Perú) es un territorio privilegiado por sus posibilidades agrícolas y de disponer de un enorme potencial de los recursos aun no debidamente explotados, nos plantea el reto constante de ir mejorando técnicas de procesamiento y

transformación para la obtención de tunta (chuño blanco).

El Perú es uno de los países donde se cultiva la mayor variedad de papa, en el mundo existen 5000 variedades, en Perú se encuentran alrededor de 3000. Existiendo una variedad en particular la papa amarga cuyo nombre científico es solanum jusepezuic y solanum curtilobum. Las papas

amargas se caracterizan por su mayor contenido de glicoalcaloides, factor responsable de su sabor amargo. Es a partir de las papas amargas que, principalmente, se elabora el chuño blanco el cual se conoce también como ‘moraya’, en las zonas de habla quechua y ‘tunta’ en las zonas de habla aymara.

La revista agrícola LEISA (2004 pág. 29) dice: “Actualmente, por la creciente demanda del mercado, el chuño blanco es elaborado también con variedades nativas comunes y con variedades «mejoradas», provenientes de las instituciones de investigación agraria. Es una forma de procesamiento postcosecha que permite la conservación del tubérculo por varios años, para su uso como alimento. Esta técnica especial de procesamiento de la papa se practica en la sierra sur del Perú y el norte de Bolivia”.

La tunta se caracteriza por su sabor único en platos de la zona, posee importantes cualidades nutritivas, como ser una importante fuente de calcio y hierro, y alto contenido calórico.

A pesar de la potencialidad de la tunta los ingresos de los productores no han mejorado, siendo una limitante para su desarrollo; por lo que es conveniente e importante la introducción de una nueva tecnología en la etapa del proceso de la tunta, por ser uno de los problemas principales para su producción.

El realizar innovaciones tecnológicas y el adaptar tecnologías apropiadas para pequeños productores de tunta con el objeto de reducir el tiempo y costo de producción (reduciendo el número de horas- hombre requerido para el proceso de pelado), tiene la satisfacción de poder mejorar sus ingresos en donde se solucionan los problemas de sistemas de producción y también a los procesos tecnológicos industriales (semi-industriales) a nivel de la zona rural.

Por esta razón el presente trabajo se plantea el desarrollo de una alternativa tecnológica de pelado de tunta en nuestro departamento de Puno, con un alcance de repercusión de aplicación predictiva a los pobladores alto

andinas de Bolivia y su articulación como demandantes del producto tanto de los mercados nacionales y extranjeros como Japón, EE UU, entre otros.

La ventaja del uso de esta alternativa tecnológica nos permite ahorrar tiempo, esfuerzo, perdidas, costo, deterioro de la salud y sus consecuencias. Debido a la operación a tempranas horas a las heladas constituyendo un desgaste de la energía humana y deterioro de su salud, también a evitar la contaminación del producto (pisado con los pies es antihigiénico) así como la contaminación en el rio por el enjuague sucesivo con presencia de cascaras en flotación y solidos suspendidos por el frotamiento de la tunta.

III. FUNDAMENTO TEORICOIII.1 DESCRIPCION DE LAS

MAQUINA PROTOTIPO PELADORA DE TUNTA

TOLVA DE ALIMENTACION. La papa helada, obtenida previamente procesado se ingresa a la máquina por la tolva de alimentación. Dicha tolva es de forma trapezoidal con una boca de 50x50 cm. y apertura de alimentación de 25x25 cm, consta de un dispositivo en forma de lámina que permite regular, manualmente, el volumen del papa a ingresar al interior del cilindro de la peladora de tunta.

EL CILINDRO PELADORA DE TUNTA. El cilindro peladora de tunta, que es de fierro galvanizado de 1/8 “ de espesor de 1.20 m de largo por 0.50 m de ancho, contiene discos que están dispuestos perpendicularmente al eje de rotación, cumple una función de pelado, ya que al girar friccionan la tunta helada contra las paredes del cilindro, produciéndose el pelado y a la vez avanza hacia la tolva de descarga debido a la inclinación del eje y el cilindro, donde se obtiene la papa helada pelada conocida como “Tunta”.

TOLVA DE DESCARGA. La tunta es obtenida por la tolva de descarga y contiene residuos de cáscara de la papa, los cuales una parte caen por una malla en la parte inferior del cilindro para su separación y otra parte es descargada junto con la tunta para su lavado final y posterior secado.

MOTOR ELECTRICO. Se consideró que la maquina sea accionada por motor eléctrico que constituye una fuente de energía. La determinación de potencia entregada por el motor eléctrico se obtuvo por la siguiente

ecuación: PejeT∗ω

75 , donde en el eje

entregada por el motor eléctrico (CV)= 1.7 HP

SISTEMA DE TRANSMISION. Como la velocidad de salida del motor es muy superior a la velocidad asumida para el eje de peladora, se hizo la reducción de velocidades, variando el diámetro de las poleas, mediante una transmisión por fajas en V, la diferencia de diámetro de las poleas se obtuvo con la siguiente relación de transmisión: N2/N1 = D1/D2 , el diámetro de la polea menor es 10 cm, diámetro de la polea del eje de la peladora es 30 cm, RPM del eje del motor es 900, RPM del eje de la peladora (la rotación) es 300.

IV. MATERIALES Y MÉTODOS:

IV.1 DISEÑO EXPERIMENTAL.

Factorial lineal: Si desea determinar el efecto del RPM de giro de la máquina, tamaño de la papa y tiempo de resistencia dentro del cilindro, para ello se determina los siguientes niveles para cada variable: RPM (de 100 y 300); tamaño de la papa TM(de 4 cm y 6.5 cm ) de diámetro; tiempo de resistencia R(4 min y 6.5 min).

Planteando las variables y el número de experimentos.

Tomando en cuenta dos niveles y tres niveles.

Numero de experimentos = 12

Transferencia de variables:

Variables naturales. A continuación se ejemplifica el procedimiento de transformación a variables codificadas para RPM.

Cálculo de promedio de RPM=200 Calculo de diferencia = 100 Cambio de variable:

RPM=100 X=-1

RPM=200 X=0

RPM=100 X=1

1. Varianza y desviación estándar:

Se calcula regularmente a partir de la repetición, que son los variables 9, 10, 11, que corresponde al punto central.

Promedio de los puntos =4.25 Varianza = 2.149 Desviación estándar= 0.24

2. Formulación de la tabla factorial para análisis de datos.

Siendo para un nivel de confianza de 95% y para 7 grados de libertad, de Tp(0.95,7)

Ecuación de regresión después de haber evaluado la significancia de los coeficientes de la ecuación de regresión, se tiene la siguiente conclusión:

Y=22.35+3.8173 X2−0,953 X12+1,356 X 2

2

3. Bondad de ajuste:

Para saber el cálculo si el modelo matemático hallado, mediante el diseño factorial lineal de 8 experimentos, con representaciones de 8 experimentos es la parte central para garantizar su robustez.

Intervalo de la confidencia es:

(0.15 + 0.227352 ; 0.15 – 0.227352)

= (0.377352 ; -0.077352)

Por lo tanto el intervalo de confidencia incluye a cero, lo que significa que el efecto de la curva no es significativo.

Considerando su optimización por el método de pendiente ascendente tanto para la producción como para el rendimiento es:

RPM(rev/min)

TM(cm)

R(min)

PROD.(kg./min)

PROD.(kg./hr)

300 5.20 1.32 6.075 364.5350 5.18 0.6 7.13 427.8100 4.0 2.0 4.306 248.36

Tabla 01. Resumen parámetros óptimos.

RPM(rev/min)

TM(cm)

R(min)

REND.(%)

300 6.5 3.5 87.93

100 5.3 3.14 93.39

50 5.3 3.33 95.20

Tabla 02. Resumen parámetros óptimos.

V. RESULTADOS.

A continuación se muestran los resultados de los ensayos del proceso de pelado con la maquina prototipo “peladora de tunta”.

El logro de un desarrollo de alternativa tecnológica mejorando la eficiencia de procesamiento.

Tener una buena calidad de tunta para el consumo dela población.

Con este método que se plantea, abra un ahorro de tiempo y las personas para su proceso se les hará más fácil

Capacidad de procesamiento.

La capacidad de trabajo de la maquina peladora de tunta ensayada para las condiciones óptimas se muestra a continuación:

También se muestra:

Papa helada sin procesar: 10 Kg. (100%)

Papa helada procesado limpio: 8.793 Kg (87.93%)

Cascaras más residuos: 1.207 Kg (12.07%)

PapaProcesado(kg)

Tiempo de procesamiento(min)

Rendimiento(Kg./hr)

Velocidad del eje de la maquina(RPM)

8.019

1.32 364.5

300

4.278

0.6 427.8

350

8.612

2.0 258.36

100

Tabla 03. Capacidad de procesamiento.

Consumo de energía.

Para procesar 8.019 Kg de papa helada, se requiere 0.027 Kw-Hr de energía.

Prueba de control (calidad).

Mediante la determinación cuantitativa de los análisis de contenido de componentes, proteínas y almidón da la papa helada procesada se permite calificar la eficiencia de la maquina en la extracción de la cubierta residuo y/o cascara sin perder sus propiedades.

Evaluación económica de la máquina.

Considerando al producción de la papa a nivel departamental de 310 495 Kg con un precio de venta de 0.4 S/. /Kg se obtendría un ingreso total de 124 198 soles.

Si esta papa se destina a al tunta este se reduce en un tercio resultando la cantidad de tunta producida de 103 498 Kg. El precio de venta es de 6.50 S/. /Kg en el mercado obteniéndose un ingreso de 666 238.65 soles, con una utilidad esperada de 542 040.95 soles.

La máquina peladora se utilizaría por un tiempo de 283.94 horas (48 días) aproximadamente un mes y medio; los meses de helada o que hiela es junio, julio y agosto por lo que toda esta producción estaría cubriendo solo el 50% del tiempo de procesamiento, lo que significa comprar de otros departamentos productores de papa.

Estas cifras mencionadas señalan la importancia económica de la máquina peladora de tunta, la cual sin duda alguna aportaría significativamente las utilidades a los pequeños productores del altiplano y con un potencial de desarrollo de difusión a otras regiones.

VI. DISCUSIONES Y CONCLUSIONES

DISCUSIONES

Se debe tener más importancia en la producción de la tunta ya que es un alimento para nuestra salud.

La máquina innovada trabaja a 300 RPM, obtuvo una producción de tunta pelada de 364.5 Kg/hr, siendo el rendimiento del grano de 87.93% y trabajando a 100RPM la producción disminuye a 258.36 Kg/hr, pero el rendimiento aumento a 93.33%, lo que permitió realizar la optimización a la velocidad adecuada de 300 RPM ya que la perdida en cascara no es muy significativo.

El proceso de pelado tradicional es de 90 Kg/hr que requiere de dos personas, refleja esto un bajo nivel de capacidad de producción.

El producto final de tunta no pierde propiedad nutritiva comparada con el pelado artesanal, sino por el contrario hay un aumento de este.

Resultando finalmente que la maquina trabajara a 300 RPM obteniéndose una producción de tunta pelada de 364.5 Kg/hr para un

rendimiento de pelado de 87.93%, perdida en cascara de 12.07%.

CONCLUSIONES

Los parámetros óptimos son de 300 RPM con una capacidad de producción de 364.5 Kg/hr y un rendimiento de producto de 87.93%.

Hay un incremento significativo de la economía de los agricultores.

Los pobladores ya no sufren las consecuencias del frio en que trabajaban a su salud.

El producto final de tunta no pierde propiedades nutritivas es más limpio y saludable.

VII. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.

1. ALVA DAVILA F. (2006). Diseño de elementos de máquinas I y II. Editorial Concytec. Lima.

2. PAREDES H.S. (1990). La tecnología de procesamiento y transformación de productos Agropecuarios Andinos en Puno. serie didáctica material de enseñanza Nº 4 INIAAPISA.

3. LEISA. (2004) Revista Agroecológica –diciembre del 2004. Disponible en: http://www.agriculturesnetwork.org/magazines/latin-america/3-manejando-la-poscosecha/chuno-blanco-tunta-o-moraya-un-proceso-natural-de/at_download/article_pdf Accedido el 31/05/2014

4. BUENO LAZO A. (2003). Curso taller optimización de diseños experimentales aplicados en la investigación de ciencias e ingenierías.

5. DUGLAS C. MONTGOMERY. (1991). Design and analysis or experiments. 5° edición. United States of America.

6. SALINAS MENA M. A. (2006) Optimización de diseños

experimentales aplicados en la ingeniería.

7. Rea J. y Vacher J.J. (1992). La papa amarga. I mesa redonda: Perú – Bolivia. La Paz. Disponible en: http://horizon.documentation.ird.fr/exl-doc/pleins_textes/pleins_textes_7/b_fdi_03_01/36372.pdf Accedido el 31/05/2014

8. PROCCA. (1989). Tecnología tradicional de procesamiento de alimentos andinos.

9. VALLENAS R.M. (1973) Apuntes sobre la elaboración de tunta en Ilave-Puno. Informe anual de la Oficina Agraria de Ilave, región Agraria XII de Puno.