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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
“ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”
VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ
CÁTEDRA: INGENIERÍA DE MÉTODOS
PROPUESTA PARA LA MEJORA DEL MANEJO DEL
MATERIAL EN LA EMPRESA DE FABRICACIÓN DE HIELO
HIELOTEC C.A. MEDIANTE LA APLICACIÓN DEL ESTUDIO
DE INGENERÍA DE MÉTODOS
Integrantes:
Brizuela Rudy Castellanos, Ítalo Gragirena, Elizabeth Hernández Adriana Priolo, María Romero Daniela
Prof.: Ing. Iván Turmero MSc
Ciudad Guayana, Marzo 2010
INDICE
Contenido Pag. Introducción
1. CAPITULO I: EL PROBLEMA 1.1. Antecedentes 1.2. Planteamiento del problema 1.3. Justificación 1.4. Limitaciones 1.5. Objetivos 1.5.1. Objetivos Generales 1.5.2. Objetivos Específicos 2. CAPITULO II: GENERALIDADES DE LA EMPRESA 2.1. Ubicación 2.2. Objetivos 2.3. Proceso Productivo 2.4. Organigrama de la Empresa HIELOTEC,C.A 3. CAPITULO III: MARCO TEÓRICO 3.1. Materia prima y equipos 3.1.1. Agua 3.1.2. Características del agua 3.1.3. Tipos de agua 3.1.4. Hielo 3.1.5. Tipos de hielo 3.1.6. Fabricación del hielo a nivel industrial 3.2. Maquina fabricadora de hielo (Especificaciones) 3.2.1. Sistema de agua 3.2.2. Especificaciones de ventilación
4.3. Población y muestra 4.4. Instrumentos de recolección de información 4.5. Procedimiento.
5. CAPITULO V: SITUACION ACTUAL 5.1. Selección y justificación del seguimiento del estudio 5.2. Descripción del proceso 5.3. Diagrama del Proceso 5.4. Diagrama de Flujo Recorrido 5.5. Plano de la empresa 5.6. Técnicas de interrogatorio 5.7. Preguntas propuestas por la OIT 5.8. Enfoque primario (análisis operacional) 5.8.1. Propósitos de la operación 5.8.2. Diseño de la parte o pieza 5.8.3. Tolerancia y especificaciones 5.8.4. Materiales 5.8.5. Proceso de manufactura 5.8.6. Preparación herramental 5.8.7. Condiciones de trabajo 5.8.8. Manejo de material 5.8.9. Distribución de plantas y equipos 5.9. Caracterización de los problemas más relevantes de la Empresa HIELOTEC, C.A. 6. CAPIULO VI: SITUACION PROPUESTA 6.1. Descripción del método propuesto 6.2. Diagrama de proceso propuesto (Análisis General) 6.3. Plano de la empresa
7. CAPITULO VII: ESTUDIO DE TIEMPO
7.1. Tiempo Estándar 7.1.1. Elementos que intervienen en el proceso productivo 7.1.2. Determinación del numero de observaciones 7.1.3. Determinación estadística del tamaño de la muestra 7.1.4. Cálculo del tiempo estándar 7.1.4.1. Calculo del factor de calificación a través del método WESTINGHOUSE 7.1.4.2. Cálculo del tiempo normal 7.1.4.3. Cálculo de tolerancia
**8. Conclusiones
- Recomendaciones
- Bibliografía
- Anexos** 11.1. Diagrama flujo recorrido 11.2. Tabla del sistema de Westinghouse 11.3. Tabla estadística de distribución t-Student 11.4. Condiciones de fatiga 11.5. Definiciones operacionales de los factores de fatiga 11.6. Fotografías de la empresa
CAPITULO I: EL PROBLEMA
1.1. ANTECEDENTES.
Con la idea de penetrar en el mercado del hielo en rolito, empacado en bolsas, desde el año 2004 se estableció la Empresa HIELOTEC C.A.
El incremento de la población en Ciudad Guayana así como el avance de obras, suministro de bienes y servicios y la consolidación de empresas determinaron, a un grupo de emprendedores, a realizar una empresa fabricadora de hielo como una alternativa a las ya desarrolladas en la zona que habían perdido calidad y oportunidad en el producto.
1.2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.
La empresa HIELOTEC C.A. encargada de la fabricación y venta al mayor y detal de rolitos (cubitos) de hielo y hielo granizado presenta una manipulación inadecuada del material involucrado en el proceso de producción.
En el proceso se observa lo siguiente: El agua que viene de la red de tuberías de aguas blancas entra a los tanques de almacenamiento. De allí, se dirige a los filtros de purificación, luego de inyectarle cloro preparado. Posteriormente el agua ya purificada pasa a las maquinas a través de las tuberías de calderas verticales. Las maquinas se encuentran a temperaturas ambientales no adecuadas, ocasionando demoras en la obtención del producto final.
Seguidamente el agua caliente es dirigida a la torre de enfriamiento, donde es enfriada y reprocesada. Debido a que la temperatura del agua es elevada, en esta área se produce la mayor parte de desperdicio de materia prima, donde ésta cae por efecto de gravedad directamente en el piso.
El hielo formado en la maquina desciende sobre la bandeja receptora donde es transportado por medio de cadenas hasta llegar al área de empaquetado. En esta parte del proceso, mientras el operario empaqueta se
pierde pequeñas cantidades del producto que caen al suelo. A continuación, las bolsas cerradas se apilan en una carretilla de mano y son llevadas al almacén (nevera) de producto terminado.
Otra deficiencia observada en el proceso es que se desconoce el total de agua utilizada en el proceso en cuanto a la relación de entrada y salida del material.
Por lo tanto, se realizará un estudio de métodos con el propósito de optimizar el proceso productivo de la elaboración de rolitos de Hielo, donde se disminuyan los desperdicios de agua que generan los equipos, se reduzcan las demoras, y se maximicen los recursos.
1.3. JUSTIFICACIÓN.
El estudio a realizar se hará en la empresa HIELOTEC C.A. con el objetivo de aportar e implantar una metodología mejorada que permita alcanzar una mayor productividad y un mejor aprovechamiento de los recursos.
1.4 LIMITACIONES.
La principal limitación que se presenta para la realización del proyecto de investigación en la empresa HIELOTEC C.A. es la escasez de información así como también el hecho de que los datos que se tienen no son exactos, sino valores aproximados.
1.5 OBJETIVOS.
1.5.1 OBJETIVOS GENERALES. Efectuar un análisis que permita mejoras en el proceso de refrigeración con el fin de reducir pérdidas de agua que se generan durante la producción de hielo en rolitos (cubitos) de la Empresa HIELOTEC C.A. mediante la aplicación de las técnicas de Ingeniería de Métodos. Realizar un análisis del proceso de fabricación de hielo en rolitos, basado en el seguimiento de material.
CAPITULO II: GENERALIDADES DE LA EMPRESA.
2.1. UBICACIÓN.
La empresa HIELOTEC C.A, funciona en la siguiente dirección UD-304, Zona Industrial Los Pinos, parcela 15, manzana 06, galpón Nº 4, Puerto Ordaz, Estado Bolívar.
2.2. OBJETIVOS
Garantizar su competitividad en el mercado regional y con ello su permanencia en el tiempo. Servir como proveedor de distintos establecimientos como: hospitales, restaurantes, licorerías, tascas, entres otros.
2.3. PROCESO PRODUCTIVO.
La empresa HIELOTEC C.A., se caracteriza por la fabricación de rolitos (cubitos) de hielo y de hielo granizado.
Esta empresa surgió en el año 2006 a manos del Sr. Para el año 2008 le fue vendida al Sr. José Gregorio Hernández y desde sus comienzos ha mantenido la fabricación de los productos ya anteriormente mencionados, teniendo como clientes principales: Hospital Uyapar, Hospital Guaiparo, Hotel y Tasca-Restauran Millenium, diversas bodegas y muchos otros más.
Desde sus inicios, las operaciones de HIELOTEC C.A han sido de forma automatizada, siempre y cuando haya algún operario que le haga seguimiento a las maquinas; logrando así, una mayor productividad.
2.4 ORGANIGRAMA DE LA EMPRESA HIELOTEC C.A.
Es una pequeña empresa, capaz de producir más de 3000 bolsas de rolitos (cubitos) de hielos diarios; y cuenta con un personal de 7 trabajadores que están distribuidos de la siguiente manera. (Ver figura 1).
Figura 1. Organigrama de la Empresa
Operario Maquina De Hielo: este cargo es una de los más importantes dentro de la empresa, por que es el operario quien esta a cargo de que el producto o hielo en cubos cumpla con los requerimientos de cada cliente, y que valla con las normas de higiene y temperatura adecuada.
JUNTA DE ACCIONISTAS
DIRECTOR GENERAL
DIRECTOR
SUPERVISOR GENERAL
OPERADOR Y MANTENEDOR INTEGRAL
PERSONA DE LIMPIEZA
OPERADOR Y MANTENEDOR INTEGRAL
CAPITULO III: MARCO TEÓRICO.
3.1. MATERIA PRIMA Y EQUIPOS.
3.1.1. AGUA.
El agua (del latín aqua ) es una sustancia cuya molécula está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H 2 O). Es esencial para la supervivencia de todas las formas conocidas de vida.
En su uso más común, con agua nos referimos a la sustancia en su estado líquido, pero, puede hallarse en forma sólida (hielo), y en forma gaseosa que llamamos vapor. El agua cubre el 71% de la superficie terrestre. En nuestro planeta, se localiza principalmente en los océanos donde se concentra el 96,5% del agua total, los glaciares y casquetes polares tiene el 1,74%, los depósitos subterráneos (acuíferos), los permafrost y los glaciares continentales suponen el 1,72% y el restante 0,04% se reparte en orden decreciente entre lagos, la humedad del suelo, atmósfera, embalses, ríos y seres vivos.
El agua potable es esencial para todas las formas de vida, incluida la humana. El acceso al agua potable se ha incrementado sustancialmente durante las últimas décadas en la práctica totalidad de la superficie terrestre.
3.1.2. CARACTERÍSTICAS DEL AGUA.
Es incoloro, sinsabor, sin olor. Es buen conductor de la electricidad. Es buen disolvente. No tiene forma y adquiere la forma del Recipiente. Se presenta en tres estados naturales sólido, líquido y gaseoso.
3.1.3. TIPOS DE AGUA.
El agua recibe diversos nombres, según su forma y características:
- Según su estado físico: Hielo (estado sólido) Agua (estado líquido) Vapor (estado gaseoso).
- Según su posición en el ciclo del agua: Hidrometeoro Precipitación
- Según sus circunstancias: Agua subterránea. Agua de deshielo. Agua meteórica. Agua inherente: la que forma parte de una roca. Agua fósil. Agua dulce. Agua superficial. Agua mineral: rica en minerales. Agua salobre: ligeramente salada. Agua muerta: extraño fenómeno que ocurre cuando una masa de agua dulce o ligeramente salada circula sobre una masa de agua más salada, mezclándose ligeramente. Son peligrosas para la navegación. Agua de mar. Salmuera: de elevado contenido en sales, especialmente cloruro de sodio.
- Según sus usos: Agua entubada. Agua embotellada. Agua potable: la apropiada para el consumo humano, contiene un valor equilibrado de minerales que no son dañinos para la salud.
congelarse. Esta propiedad evita que los océanos de las regiones polares de la Tierra se congelen en todo su volumen, puesto que el hielo flota en el agua y es lo que queda expuesto a los cambios de temperatura de la atmósfera. La densidad típica del hielo a 0 °C suele tomarse como 916,8 kg/m^3 o como 0,9168 g/cm^3.
3.1.5. TIPOS DE HIELO.
En el hielo, como en la mayoría de los sólidos, las moléculas se acomodan en una formación ordenada. Sin embargo, dependiendo de las condiciones de presión y temperatura, es posible que adopten diferentes formas de ordenarse.
A partir de 1900, Gustave Tamman y posteriormente en 1912 Percy Bridgman hicieron experimentos sobre el hielo aplicándole diferentes presiones y temperaturas, y obtuvieron hielos diferentes con mayores densidades a la normal (posteriormente se encontraron muchos más tipos de hielo). Todas estas formas de hielo tienen estructuras más compactas (diferentes formas de un elemento existentes en el mismo estado físico), o sea que se forman varias modificaciones alotrópicas o alótropos.
En forma natural, en la Tierra (dadas sus condiciones de presión y temperatura), solamente puede existir un tipo de hielo (hielo I). Sin embargo, en otros planetas o en satélites, en los que las condiciones de presión y de temperatura son diferentes, el hielo puede presentarse en otras clases.
Los tipos de hielo conocidos son los siguientes:
Hielo lc: baja temperatura, cúbica centrada en las caras, densidad aproximadamente 900 kg/m^3. Hielo II: baja temperatura, ortorrómbica centrado, densidad aproximadamente 1.200 kg/m^3. Hielo III ó IiI: (baja temperatura, tetragonal, densidad aproximadamente 1.100 kg/m^3.
Hielo V: alta presión, baja temperatura, monoclínica de base centrada, densidad aproximadamente 1.200 kg/m^3. Hielo VI: (alta presión, baja temperatura, tetragonal, densidad aproximadamente 1.300 kg/m^3. Hielo VII: (alta temperatura, alta presión, cúbico sencilla, densidad aproximadamente 1.700 kg/m^3. Hielo VIII: alta presión, tetragonal centrada, densidad aproximadamente 1.600 kg/m^3. Hielo IX: alta presión, tetragonal, densidad aproximadamente 1.200 kg/m^3. Hielo XII: alta presión, baja temperatura, tetragonal, densidad aproximadamente 1.300 kg/m^3.
3.1.6. FABRICACIÓN DEL HIELO A NIVEL INDUSTRIAL.
En forma general, el hielo se fabrica de la siguiente manera: el agua es tratada para quitar durezas, lo que determina el color y la dureza (menos dureza mas transparencia). Luego, el agua es circulada por una caldera lo que determina el tamaño del hielo.
En el tanque de la caldera (que también contiene los tubos verticales) se expande un gas que puede ser freon o amoniaco previamente comprimido , al expandirse el gas la temperatura en la caldera baja hasta menos de -20C lo que hace que el agua que esta circulando en los tubos verticales se comience a congelar desde afuera hacia adentro , una vez que el caudal del agua casi se queda en cero debido a la obstrucción de los tubos por congelamiento del agua, se deja de meter el gas(freon o amoniaco ) en la caldera , el gas es retirado por el compresor.
Finalmente; se introduce vapor de agua en la caldera y el hielo formado en los tubos verticales se desprende y cae sobre unas cuchillas giratorias que lo cortan en partes más pequeñas.
3.2.2. ESPECIFICACIÓN DE VENTILACION
Los modelos enfriados por aire admiten aire a temperatura ambiente por los lados izquierdo y derecho y descargan aire caliente por la parte de atrás. Si se instalan en una esquina o con otro armario al lado derecho, se puede instalar un deflector de aire en la parte de atrás del armario para reducir la recirculación del aire caliente.
Se requiere un espacio libre Mínimo de 6 pulgadas (15 cm) en la parte trasera y a los lados izquierdo y derecho de la máquina para que funcione y se le pueda dar servicio en forma adecuada.
3.2.3. SISTEMA DE REFRIGERACION
- Se elimina el calor del agua y se descarga el calor por medio del condensador durante el ciclo de congelación.
- A medida que el líquido refrigerante pasa a través de la válvula de expansión termostática, entra a la parte inferior de los evaporadores y el hielo se forma en la parte inferior primero.
- Cuando se necesita soltar los cubos (recolección) la válvula de derivación del gas caliente se abre y el gas de descarga caliente fluye directamente del compresor a las entradas del evaporador. Esto calienta los evaporadores y la superficie del hielo congelado en la superficie de los evaporadores se derrite. Luego el hielo cae en el depósito.
Esta máquina fabricadora de cubos de hielo ha sido diseñada para ser instalada adentro, en un ambiente controlado. Pueden operar satisfactoriamente bajo una amplia variedad de condiciones. Sin embargo, no se puede operar la máquina.
3.2.4. LÍMITES DE OPERACIÓN DE LA MAQUINA.
Mínimo Máximo Temperatura del aire 10°C 38°C Temperatura del agua 4°C 38°C Presión del agua 20 psi 80 psi Voltaje 103v 126v
Psi; unidad de medida, cuyo valor equivale a libra x pulgada cuadrada.
3.2.5. DETERMINACIÓN ESPECIFICA DE LA MAQUINA
- La unidad debe de estar ubicada bajo techo, en un ambiente controlado
- La unidad debe de estar ubicada en donde pueda recibir aire de enfriamiento adecuado
- Proporcionar la energía eléctrica correcta en la máquina
- Determinar conexiones para el abastecimiento de agua.
- Instalar las correctas conexiones de drenaje.
- Nivelar la unidad y recipiente de agua.
- Adecuar la presión correcta del agua
- Se debe limpiar o higienizar el interior del depósito antes de usar.
3.2.6. FUNCIÓN Y UBICACIÓN DE CADA COMPONENTE
Recipiente: Contiene la carga de agua que se usa para cada ciclo de fabricación de cubos de hielo. Válvula de entrada de agua: Se abre para permitir que agua entre al recipiente. Sensor del nivel de agua: Controla el tamaño del cubo de hielo midiendo la cantidad de agua que se usa en un ciclo. El sensor se moverá ligeramente cuando la bomba esté encendida, esto es normal. A medida
