MAQUINA AUTOMATIZA PARA LA COAGULACION DE LECHE Y ELABORACION DE CUAJADA

PROTOTIPO MECATRÓNICO PARA EL CONTROL DEL PROCESO DE COAGULACIÓN DE LECHE EN LA ELABORACIÓN DE CUAJADA.

Resumen

Objetivo: Desarrollar un prototipo mecatrónico para el control de las variables del proceso de coagulación de la leche, para la elaboración de cuajada en las microempresas lácteas del Departamento de Nariño. Metodología: Se realizaron experimentos y principios encontrados en el método científico referidos al tema de estudio; como también una investigación descriptiva que permite al proyecto arrojar datos y de esta manera se obtenga la información correspondiente para determinar un impacto positivo del prototipo. Resultados: Cumple con las características pertinentes al control y monitoreo correcto de las variables hacia el proceso de coagulación de la leche permitiendo que se realice correctamente en su totalidad y que no presente alteraciones o problemas en ninguna de las variables a trabajar, cumpliendo con esto se elimina las pérdidas en la producción, al evitar una manipulación directa de la materia prima con el operario. Conclusión: El prototipo permite el control y el monitoreo de las variables del proceso de coagulación de leche, temperatura, PH, dosificación del cuajo y el calcio, tiempo de coagulación y revoluciones del agitador. Con esto se obtendrá mayor competitividad de las industrias artesanales aumentando el nivel de producción y la calidad del producto.

Palabras claves: coagulación, control, monitoreo, cuajada.

MECHATRONIC PROTOTYPE FOR THE CONTROL OF THE MILK COAGULATION PROCESS IN THE PRODUCTION OF CURD.

Summary

Objective: To develop a mechatronic prototype for the control of the variables of the milk coagulation process, for the production of curd in dairy companies in the Department of Nariño. Methodology: Experiments and principles found in the scientific method related to the subject of study were carried out; as well as a descriptive investigation that allows the project to throw data and, in this way, the corresponding information is obtained to determine a positive impact of the prototype. Results: It complies with the pertinent characteristics to the correct control and monitoring of the variables towards the milk coagulation process allowing it to be carried out correctly in its entirety and that it does not present alterations or problems in any of the variables to be worked, complying with this eliminates production losses by avoiding direct handling of the raw material with the operator. Conclusion: The prototype allows the control and monitoring of the variables of the milk coagulation process, temperature, pH, dosage of rennet and calcium, coagulation time and stirrer revolutions. With this, greater competitiveness of the artisan industries will be obtained, increasing the level of production and the quality of the product.

Keywords: coagulation, control, monitoring, curd.

PROTÓTIPO MECATRÓNICO PARA O CONTROLO DO PROCESSO DE COAGULAÇÃO DO LEITE NA PRODUÇÃO DE COALHADA.

Sumário

Objetivo: Desenvolver um protótipo mecatrônico para o controle das variáveis ​​do processo de coagulação do leite, para a produção de requeijão em empresas de laticínios do Departamento de Nariño. Metodologia: Foram realizados experimentos e princípios encontrados no método científico relacionado ao objeto de estudo; bem como uma investigação descritiva que permite ao projeto lançar dados e, dessa maneira, as informações correspondentes são obtidas para determinar um impacto positivo do protótipo. Resultados: Atende às características pertinentes ao correto controle e monitoramento das variáveis ​​em relação ao processo de coagulação do leite, permitindo sua correta execução em sua totalidade e que não apresenta alterações ou problemas em nenhuma das variáveis ​​a serem trabalhadas, cumprindo com esta elimina as perdas de produção, evitando o manuseio direto da matéria-prima com o operador. Conclusão: O protótipo permite o controle e monitoramento das variáveis ​​do processo de coagulação do leite, temperatura, pH, dosagem de coalho e cálcio, tempo de coagulação e rotações do agitador. Com isso, será obtida maior competitividade das indústrias artesanais, aumentando o nível de produção e a qualidade do produto.

Palavras chaves: coagulação, controle, monitoramento, coalhada.

INTRODUCCIÓN

Nariño se ha caracterizado por ser una región ganadera en Colombia, donde aproximadamente 30.000 familias se dedican a la producción, elaboración y venta de productos derivados de la leche de tipo artesanal. La producción de leche en el departamento es 685.015 litros/día y el promedio de producción es de 7,45 litros/vaca/día superior al promedio nacional que se encuentra en 4,49 litros/vaca/día (1/vaca/día) entre el alto consumo exigido por sus consumidores, dado a sus beneficios alimenticios y nutricionales (Montezuma, Unigarro y Delgado, 2017). Según el plan de ciencia y tecnología de Nariño 2017, en esta región se encuentra muchas industrias artesanales o también llamadas microempresas lácteas.

La cuajada es un producto elaborado a base de leche, que se obtiene a través de un proceso de coagulación el cual se genera por la acción de una enzima llamada renina (cuajo). Este proceso que se desarrolla de manera artesanal en las microempresas en el departamento de Nariño ha ocasionado que por los costos muy elevados de las maquinarias empleadas por las macroempresas,  sus procesos se realizan de forma manuales y con un contacto directo del operario con el producto, razón por la cual  provoca pérdidas de materia prima y producto procesado en la producción, además de deficiencias en la calidad final del producto, por lo que es necesario la automatización de los procesos de transformación de derivados lácteos.

El Departamento de Nariño cuenta con una amplia diversidad en ganadería siendo esta la principal fuente de trabajo de las familias en los municipios nariñenses, muchas de ellas se dedican a la producción de la cadena láctea, es así como en el Departamento de Nariño se encuentran muchas microempresas que se dedican a la elaboración y producción de productos con una amplia demanda como la cuajada y queso campesino. Para la elaboración de la cuajada se debe cumplir con los procesos de coagulación de leche, corte, moldeo y prensado antes de sacar al mercado. El objetivo de este proyecto es disminuir las pérdidas generadas en la producción mediante el control de las variables del proceso de coagulación de leche y permita el monitoreo de temperatura, PH, dosificación del cuajo y el calcio, tiempo de coagulación y revoluciones del agitador, además de reducir la manipulación del operario con la materia prima. Con esto se obtendrá mayor competitividad de las industrias artesanales aumentando el nivel de producción y la calidad respecto a la contaminación que genera el contacto del operario con el producto.

Al realizar mejoramientos en los procesos de transformación se puede dar cumplimiento a los parámetros y requerimientos tanto sanitarios como industriales exigidos en la producción de alimentos para consumo humano que presenten altos estándares de calidad.

Una de las razones más importantes por lo cual es necesario la automatización de los procesos de corte y coagulación de la leche orientada a la producción artesanal, es para cumplir con estándares de calidad mínimos aun siendo la cantidad de leche a procesar muy pequeña en comparación con la capacidad de industrias a gran escala.

En la elaboración de cuajada es importante el proceso de coagulación de la leche, porque de él dependen la alteración de las características finales del producto como: La contaminación microbiana, composición del producto final, contaminación fisicoquímica, acidez y PH entre otros aspectos; además se debe resaltar que este proceso requiere el control de la temperatura y el tiempo de coagulación.

Al llevar a cabo un control en los parámetros de tiempo y temperatura, además de disminuir la contaminación microbiana y mejorar en los aspectos sanitarios e industriales, mejora la productividad de la empresa y se reducen los costos en la producción.

Actualmente se encuentran fábricas de maquinarias automáticas y semiautomáticas para esta temática; a nivel nacional existen sistemas de fabricación de quesos, uno de los inconvenientes es que las máquinas tienen un costo elevado y para una microempresa artesanal es muy difícil adquirirlas; por ello se plantea una alternativa económica y de alta calidad (Echavarría, 1974).

Para el desarrollo de este proyecto se realizará un diseño y construcción de un equipo para automatizar el proceso de coagulación de leche y controlar las variables del proceso, sin la manipulación directa del operario con el fin de mejorar e incentivar una mayor producción y calidad de la cuajada.

La automatización es una ciencia tecnológica que unifica los sistemas de computación y electrónica, para modernizar la producción en las industrias. Se basa en la ejecución de procesos en forma automática, reduciendo los costos y mejorando la calidad de los productos (Pozo, 2017).

Para solucionar la problemática ya expuesta, se realiza un prototipo que sirve como representación o simulación, el cual permite verificar el diseño y confirmar que cuenta con las características pertinentes en cuanto se refiere al control y monitoreo correcto de las variables hacia la aplicación de la coagulación de la leche permitiendo que el proceso se realice correctamente en su totalidad y que no presente alteraciones o problemas en ninguna de las variables a trabajar, cumpliendo con esto se elimina las pérdidas en la producción, al evitar una manipulación directa de la materia prima con el operario y la adecuación de un control de temperatura por medio del sistema planteado. El modelo del prototipo mecatrónico sirve finalmente como método de estudio para analizar cómo interactúan las personas con el producto en cuestión, de este análisis se puede confirmar si se cubren las necesidades deseadas por las microempresas del Departamento de Nariño y posteriormente construir un equipo industrial.

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