Implementación de un sistema de aspiración industrial para empaque al vacío de banano destinado a exportación

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Título : Implementación de un sistema de aspiración industrial para empaque al vacío de banano destinado a exportación
Autor : Bayas Almeida, Jostin Elvis
Director de Tesis: Vega Ureta, Niño Tello
Resumen traducido: The objective of this project is the design, construction, and implementation of a specialized industrial aspiration system for the banana vacuum packing process. This initiative arises as a technical response to the low reliability of domestic vacuum cleaners currently used in the sector, which present critical failures due to overheating and premature wear when subjected to continuous duty cycles. For the prototype development, a Computer-Aided Engineering (CAE) methodology was applied using SolidWorks software. A closed centrifugal impeller with 16 backward-curved blades and an optimized volute were designed to maximize static pressure. Structural validation was performed using Finite Element Analysis (FEA), ensuring the resistance of the shaft and blades to the centrifugal forces generated at 3600 RPM. The manufacturing process integrated plasma cutting to minimize thermal distortion, SMAW welding to guarantee hermeticity, and dynamic balancing to eliminate vibrations. Finally, the equipment operation was validated on a real packing line under high-demand conditions. The results demonstrated superior thermal stability, maintaining the motor temperature at 45°C after 4 hours of continuous operation, compared to > 65 °C for domestic equipment. The system achieved a constant vacuum time of 5 seconds per bag and an estimated Return on Investment (ROI) of 1.27 years, constituting a technologically robust and financially profitable solution for the banana industry.
Resumen : El presente proyecto tiene como objetivo el diseño, construcción e implementación de un sistema de aspiración industrial especializado para el proceso de empaque al vacío de banano. Esta iniciativa surge como respuesta técnica a la baja confiabilidad de las aspiradoras domésticas utilizadas actualmente en el sector, las cuales presentan fallos críticos por sobrecalentamiento y desgaste prematuro al ser sometidas a regímenes de trabajo continuo. Para el desarrollo del prototipo, se aplicó una metodología de ingeniería asistida por computadora (CAE) utilizando el software SolidWorks. Se diseñó un rodete centrífugo cerrado de 16 álabes curvados hacia atrás y una voluta optimizada para maximizar la presión estática. La validación estructural se realizó mediante análisis de elementos finitos (FEA), asegurando la resistencia del eje y los álabes a las fuerzas centrífugas generadas a 3600 RPM. La manufactura integró procesos de corte por plasma para minimizar la distorsión térmica, soldadura SMAW para garantizar la hermeticidad y un balanceo dinámico para eliminar vibraciones. Por último, se validó el funcionamiento del equipo en una línea de empaque real bajo condiciones de alta demanda. Los resultados demostraron una estabilidad térmica superior, manteniendo la temperatura del motor en 45°C tras 4 horas de operación continua, frente a los > 65 °C de los equipos domésticos. El sistema logró un tiempo de vacío constante de 5 segundos por funda y un retorno de inversión (ROI) estimado en 1.27 años, constituyendo una solución tecnológicamente robusta y financieramente rentable para la industria bananera.
Palabras clave : SISTEMA DE ASPIRACIÓN
EMPAQUE AL VACÍO
BANANO
DISEÑO MECÁNICO
SOLIDWORKS
EFICIENCIA ENERGÉTICA
Fecha de publicación : 2026
URI : http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/32821
Idioma: spa
Pertenece a las colecciones: Grado

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