Diseño de un sistema automatizado para la producción de leche de Tarwi en el Perú con una capacidad de procesamiento de 10 kg de Tarwi desamargado

Descripción del Articulo

En este estudio se diseñó e implementó una planta piloto automatizada para la producción de leche de Tarwi, con capacidad para procesar 10 kilogramos de grano desamargado por lote. El propósito principal fue modernizar y estandarizar las etapas de molienda, cocción y pasteurización, incorporando sis...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autores: Miranda Mena, Fhebry Josmar, Flores Reynalte, Junior Luis
Formato: tesis de grado
Fecha de Publicación:2025
Institución:Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas
Repositorio:UPC-Institucional
Lenguaje:español
OAI Identifier:oai:repositorioacademico.upc.edu.pe:10757/688175
Enlace del recurso:http://hdl.handle.net/10757/688175
Nivel de acceso:acceso abierto
Materia:Tarwi
Automatización
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Pasteurización
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description En este estudio se diseñó e implementó una planta piloto automatizada para la producción de leche de Tarwi, con capacidad para procesar 10 kilogramos de grano desamargado por lote. El propósito principal fue modernizar y estandarizar las etapas de molienda, cocción y pasteurización, incorporando sistemas de instrumentación y control que aseguren la calidad y la inocuidad del producto final. El sistema integra un Controlador Lógico Programable (PLC Siemens S7-1200), sensores de temperatura PT100, resistencias tipo banda para el calentamiento y un intercambiador de calor de placas para el enfriamiento. La regulación térmica se realizó mediante un algoritmo PID en lazo cerrado, lo que permitió mantener una curva estable y alcanzar una pasteurización efectiva a 75 °C durante 15 minutos, reduciendo la presencia de patógenos y conservando el contenido proteico del producto. El diseño mecánico de los tanques siguió los lineamientos de la norma ASME, garantizando resistencia estructural y seguridad durante la operación. Asimismo, la planta presenta una configuración modular, lo que facilita el mantenimiento, el transporte y la adaptabilidad a diferentes entornos de producción. Desde el enfoque ingenieril, el proyecto representa una aplicación práctica de la mecatrónica y la automatización en procesos agroindustriales. En el ámbito social y nutricional, promueve el aprovechamiento del Tarwi, un cultivo andino de alto valor proteico, como alternativa sostenible para el desarrollo de productos vegetales que contribuyan a la seguridad alimentaria en el Perú.
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La regulación térmica se realizó mediante un algoritmo PID en lazo cerrado, lo que permitió mantener una curva estable y alcanzar una pasteurización efectiva a 75 °C durante 15 minutos, reduciendo la presencia de patógenos y conservando el contenido proteico del producto. El diseño mecánico de los tanques siguió los lineamientos de la norma ASME, garantizando resistencia estructural y seguridad durante la operación. Asimismo, la planta presenta una configuración modular, lo que facilita el mantenimiento, el transporte y la adaptabilidad a diferentes entornos de producción. Desde el enfoque ingenieril, el proyecto representa una aplicación práctica de la mecatrónica y la automatización en procesos agroindustriales. En el ámbito social y nutricional, promueve el aprovechamiento del Tarwi, un cultivo andino de alto valor proteico, como alternativa sostenible para el desarrollo de productos vegetales que contribuyan a la seguridad alimentaria en el Perú.This study presents the design and implementation of an automated pilot plant for the production of Tarwi milk, with a processing capacity of 10 kilograms of debittered grain per batch. The main objective was to modernize and standardize the stages of grinding, cooking, and pasteurization, incorporating instrumentation and control systems to ensure the quality and safety of the final product. The system integrates a Programmable Logic Controller (Siemens S7-1200 PLC), PT100 temperature sensors, band-type electrical heaters for heating, and a plate heat exchanger for cooling. Thermal regulation was achieved through a closed-loop PID algorithm, which maintained a stable temperature curve and enabled an effective pasteurization at 75 °C for 20 minutes, reducing pathogenic presence while preserving the protein content of the product. The mechanical design of the tanks followed the guidelines of the ASME standard, ensuring structural strength and operational safety. Likewise, the plant was developed with a modular configuration, facilitating maintenance, transportation, and adaptation to different production environments. From an engineering perspective, this project represents a practical application of mechatronics and process automation within the agro-industrial sector. In social and nutritional terms, it promotes the utilization of tarwi, an Andean legume with high protein value, as a sustainable alternative for the production of plant-based beverages that contribute to food security in Peru.Trabajo de Suficiencia ProfesionalODS 2: Hambre ceroODS 9: Industria, innovación e infraestructuraODS 12: Producción y consumo responsablesapplication/pdfapplication/epubapplication/mswordspaUniversidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)PEinfo:eu-repo/semantics/openAccesshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC)Repositorio Académico - UPCreponame:UPC-Institucionalinstname:Universidad Peruana de Ciencias Aplicadasinstacron:UPCTarwiAutomatizaciónControl PIDPasteurizaciónPLC SiemensMecatrónicaLeche vegetalAutomationPID controlPasteurizationSiemens PLCMechatronicsPlant-based milkhttps://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.00.00https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.03.01Diseño de un sistema automatizado para la producción de leche de Tarwi en el Perú con una capacidad de procesamiento de 10 kg de Tarwi desamargadoDesign and Implementation of an Automated System with Temperature Control for the Cooking and Pasteurization of Debittered Tarwi Milk with a Capacity of 10 kg per Batchinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de suficiencia profesionalhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fSUNEDUUniversidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC). 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