INTRODUCCIÓN
En el Ecuador el cacao es un producto que
genera empleos e ingresos para un gran número de familias, aproximadamente
100.000 de acuerdo al (INIAP) (Quiroz, 2012). Las cuales desarrollan
actividades de siembra, cosecha, postcosecha, comercialización, exportación,
transportación, investigación, procesamiento, entre otras, de mucha importancia
y demanda en el vínculo del cacao. “La gran exigencia de productos de calidad
obliga a los productores a mejorar las técnicas ocupadas para la obtención de
cacao fino” (López Chica, 2015). El problema de hoy en día en cuanto a
controlar variables como lo son: temperatura y humedad dentro de invernaderos
ha sido un reto para el campo de la ingeniería. Según, Sandy, Reza, Espinoza,
& Arellano (2015) en su proyecto “Control de fermentado y evaluación de un
prototipo de secador con ambiente controlado para cacao nacional”, realizado en
el país de Bolivia con el fin del aumento de calidad del grano seco de cacao
nacional, a través del uso de energías renovables en el proceso de la postcosecha
favoreciendo a productores indígenas del norte paceño. Implementaron dos
actividades para responder a los problemas identificados en el proceso de la postcosecha:
a) el monitoreo del indicador de temperatura de la masa del grano en el proceso
de fermentación, con la finalidad de identificar puntos clave que admitan a los
trabajadores mejorar el proceso; y b) la implementación de un modelo de secador
de granos de cacao con ambiente controlado, en donde evaluaron parámetros de
humedad del grano y duración del secado, con el objetivo de identificar las
mejores prácticas en el proceso de secado, además de innovar la construcción
existente y promover la calidad del grano de cacao nacional.
Se realizó la investigación con el
objetivo de Diseñar un Sistema de Control Interno para el almacén Créditos Madril
ubicado en el Cantón La Maná, Provincia de Cotopaxi, analizando individualmente
las unidades operativas y administrativas del almacén identificando los
posibles riesgos y deficiencias de control; estableciendo políticas y
procedimientos de control para las actividades que desarrolla el Almacén
Créditos Madril en el ámbito administrativo y operativo para prevenir y
neutralizar sus riesgos.
MATERIAL Y
MÉTODOS
Es de vital importancia que el grano de cacao
cumpla una línea de procesos muy particulares antes de ser la materia prima
elemental para la elaboración del chocolate. Las fases elementales de este
proceso son: beneficiado del cacao, tostado, molido, prensado y conchado. Se
conoce como beneficiado del grano de cacao a las etapas de: cosecha,
fermentación, secado, limpieza, selección y almacenamiento del grano (Parra,
2017).
Métodos de secado
Existen dos métodos de secado de cacao
siendo estos: natural, valiéndose de la radiación solar y obteniéndose granos
con mayor aroma; o un secado artificial mediante el uso de estufas o secadores
mecánicos haciendo pasar un flujo de aire seco y caliente por la masa del cacao
(Maureira Poveda, 2006).
Hay dos sistemas de secado:
Secado natural
Este secado es el habitual y consiste en
exponer los granos al sol o al ambiente para que se sequen. En la figura 1 se
observa este método, puede ser eficaz y de alta calidad si el sol es adecuado.
Seguramente si esto ocurre y el manejo se hace bien, el cacao alcanza alta
calidad, pero si esto no ocurre como en zonas de transición entre sierra y la
costa o en la amazonia ecuatoriana, entonces el cacao se enmohece (INIAP,
2012).
Figura 1. Secado natural del cacao.
Secado artificial
Como se observa en la figura 2, este tipo
de secado, se realiza en plantaciones grandes o donde el clima de la localidad
no permita un secado natural (región amazónica o pie de monte de los Andes).
Consiste en utilizar baterías, adecuando una fuente de calor artificial, la que
permite el paso de aire caliente o seco por la masa y éste seca los granos de
cacao. Hay una infinidad de modelos, pero en todos ellos, lo principal es tener
en cuenta algunas normas para adquirir una calidad adecuada en el secado
(INIAP, 2012).
Figura 2. Secado artificial del cacao.
Procedimiento.
En el siguiente diagrama mostrado en la
figura 3, se describirá el proceso empleado para la implementación del sistema
de control de secado de granos de cacao.
Figura 3. Diagrama de procedimiento.
Materiales.
LOGO siemens 8.2 110‐220 V AC.
En la figura 13 se muestra un módulo
lógico LOGO Siemens 8.2 de 110‐220 V AC, el cual brinda una capacidad de
comunicación ampliada gracias a su puerto de comunicación Ethernet integrado,
el cual permite comunicarse hasta con 8 dispositivos Ethernet adicionales (Ej:
¡módulos lógicos LOGO!, Simatic S7-1200, paneles Simatic HMI, etc.) (Siemens,
2017).
Figura 4. Modelo de LOGO 8.2
Controlador de temperatura y humedad
MT-530E.
El controlador MT-530E Súper, mostrado en
la Fotografía 3, tiene tres salidas: una para control de la temperatura, una
para control de la humedad y una tercera salida auxiliar que funciona como una
segunda etapa de control de temperatura, control de humedad, alarma o
temporizador cíclico. Este tipo de controlador es apropiado para baja y media
humedad relativa (10 a 85% sin condensación). Sus sensores de temperatura y
humedad se acoplan en un solo bulbo, lo que reduce el espacio de instalación y
cableado. También incluye una alarma audible (buzzer) y una función
inteligente, de bloqueo que evita que los usuarios no autorizados cambien los
parámetros del control.
Figura 5. Generador de aire caliente MASTER BV 77 E
Empleado principalmente para el
calentamiento de recintos como almacenes, talleres de construcción e
invernaderos ver modelo en la figura 14, el cual posee una potencia de salida
de 28.400 Kcal/h.
Figura 6. Generador de aire caliente
Diseño experimental
Se empleó el software CADe_SIMU, el cual
permite dibujar esquemas eléctricos tanto de mando como de potencia, además se
puede simular para comprobar que la lógica del circuito funcione.
RESULTADOS Y
DISCUSIÓN
El problema que se encuentran en la mayoría
de máquinas secadoras regularmente se asocia a que no cuentan con un apropiado
sistema de control de temperatura y humedad, el cual ayuda al manejo óptimo de
estas variables. Estas máquinas al no contar con un sistema de control adecuado
someten a la almendra a un proceso de secado abrupto con rangos iniciales de
temperatura de 50o - 55o C, posterior a esto cambian la temperatura hasta 70o C
sin seguir; parámetros y estudios previos del secado de cacao dando como
resultado un producto de baja calidad. Según, Sandy, Reza, Espinoza, &
Arellano, (2015) “concluyen que el uso del secador de ambiente controlado
podría ser rentable en una escala seis veces mayor al prototipo, considerando
el potencial productivo de donde se instalaría”. Mediante la investigación
bibliográfica se pudo contemplar que el secado de cacao se logra a través de
dos formas el secado natural y artificial donde el índice de humedad que debe
conservar el cacao, es de un 7 % para considerarlo como un producto de buena
calidad condiciones necesarias para tener una demanda mayor en el mercado
nacional e internacional, además las variables que se deben considerar dentro
del proceso de secado de cacao son la temperatura y humedad. Dependiendo del
manejo que se le haya dado en la fermentación, el cacao recién sacado del cajón
puede tener una humedad cercana al 65%, la cual debe ser disminuida hasta un
rango del 6,5 a 7,0 %. De este modo, los microorganismos no encuentran un medio
en el cual desarrollarse y las distintas enzimas existentes en el interior del
grano se desactivan, con lo cual el cacao ya seco, puede almacenarse de manera
segura.
|
Características
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Valor
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Unidad
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|
Caudal de aire
|
1.550
|
m3/h
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Voltaje
|
220-240/50
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V/Hz
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|
Potencia absorbida
|
0,3
|
kW
|
|
Consumo de energía
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2,5
|
A
|
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Capacidad del deposito
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36
|
L
|
|
Autonomía de combustible
|
17
|
H
|
|
Consumo del combustible
|
1.67
|
Kg/h
|
Tabla 1. Detalles de la maquina secadora
Figura 7. Capacidad de agua de ser retirada
CONCLUSIONES
Se implementó un sistema de secado bajo
invernadero con ambiente controlado, el cual esta comandado por un LOGO V8.2,
donde controla las variables de temperatura y humedad a través de un
controlador MT-530E logrando secar los granos de cacao en menor tiempo y
llegando a obtener un producto con una humedad del 7% según NTE INEN 176, lo
cual incide en un impacto positivo dentro del proyecto.
Asimismo, se tomó en cuenta dos variables
la humedad y temperatura, siendo fundamentales en el proceso de secado de
cacao, además, se identificó como elementos principales para el control de
temperatura y humedad a los siguientes dispositivos: un generador de aire
caliente, extractor, LOGO V8.2, controlador de temperatura y humedad MT-530E y
dispositivos de protección como relés y breakers.
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