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Planta de Hielo Terepaima

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by

Ernesto Gomez

on 9 June 2014

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Transcript of Planta de Hielo Terepaima

ANTECEDENTES
CAPITULO I: EL PROBLEMA
MÉTODO PROPUESTO
CAP V – SITUACIÓN PROPUESTA
DIAGRAMA DE PROCESO PROPUESTO
MATERIA PRIMA Y EQUIPOS.
CAPITULO III: MARCO TEÓRICO.
MAQUINA FABRICADORA DE HIELO
SELECCION Y JUSTIFICACIÓN DEL SEGUIMIENTO DEL ESTUDIO
CAP V SITUACION ACTUAL DE LA EMPRESA
Descripcion del Proceso Actual
Ubicacion
CAP II LA EMPRESA
Planta de Hielo Terepaima
Con la idea de penetrar en el mercado del hielo en cubos, empacado en bolsas, desde el año 2009 se estableció la Planta de Hielo Terepaima C.A.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La Planta Hielo Terepaima C.A. encargada de la fabricación y venta al mayor y detal de cubos de hielo y hielo granizado presenta una manipulación inadecuada del material involucrado en el proceso de producción:

Las maquinas se encuentran a temperaturas ambientales no adecuadas

La temperatura alta de la torre de enfriamiento desperdicia materia prima

En el área de empaquetado, mientras el operario empaqueta se pierde pequeñas cantidades del producto que caen al suelo.

Se desconoce el total de agua utilizada en el proceso en cuanto a la relación de entrada y salida del material.

El estudio a realizar se hará en la Planta de Hielo Terepaima 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.
Justificacion
OBJETIVOS
Objetivo General
Objetivos Especificos
• 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 cubitos de la Planta de Hielo Terepaima C.A. mediante la aplicación de las técnicas de Ingeniería de Métodos.
• Realizar un análisis del proceso de fabricación de hielo en cubos, basado en el seguimiento del material.
• Describir la situación actual de la Planta de Hielo Terepaima C.A.
• Elaborar el diagrama de proceso que refleje la manipulación del material y las actividades que se realizan.
• Presentar la distribución de la planta mediante un plano; representando en éste, el diagrama de Flujo/Recorrido.
• Efectuar un Análisis Operacional de las actividades de producción de Hielo, empleando los Enfoques Primarios
• Describir el nuevo método de trabajo para optimizar la situación actual de la Planta de Hielo Terepaima C.A.
• Realizar un análisis basado en los diagramas propuestos con el fin de presentar las mejoras para el manejo del material en el proceso de producción de hielo en la Planta de Hielo Terepaima C.A.
• Determinar el tiempo estándar y muestreo de la producción del hielo en la Planta de Hielo Terepaima C.A.
La Planta de Hielo Terepaima C.A, funciona en la dirección: Zona industrial I, Carrera 3 con calle 25, Barquisimeto, Estado Lara
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, entre otros.
La Panta de Hielo Terepaima C.A., se caracteriza por la fabricación de cubitos de hielo y de hielo granizado.
Esta empresa surgió en el año 2009 y desde sus comienzos ha mantenido la fabricación de los productos ya anteriormente mencionados, teniendo como clientes varios Hoteles, Tasca-Restaurantes, Licorerías y diversas bodegas de la ciudad, y muchos otros más.
Desde sus inicios, las operaciones de la Planta de Hielo Terepaima 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.
PROCESO PRODUCTIVO
ORGANIGRAMA DE LA PLANTA DE HIELO TEREPAIMA C.A.
Es una pequeña empresa, capaz de producir más de 6000 bolsas de cubitos de hielos diarios; y cuenta con un personal de 10 personas
• Operador y Mantenimiento: Este cargo lo ocupan dos personas que se encargan de Operar la Maquina de Hielo, y darle el mantenimiento apropiado para su buen funcionamiento.

Operario Maquina De Hielo: este cargo es una de los más importantes dentro de la empresa, porque es el operario quien está 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. El operario de esta máquina es el responsable directo de la producción diaria propuesta por la empresa.
• Empaquetado: Este Cargo lo ocupan dos personas en actividades simultaneas

Operario Maquina De Llenado Y Sellado; el trabajo que desarrolla este operador es uno de los más delicados, ya que el llenado debe cumplir con las especificaciones de la empresa de acuerdo al peso y cantidad en cada bolsa. Y a su vez, cerciorarse de un buen sellado de las bolsas, sin defectos o grumos por la empaquetadura.
El agua (del latín aqua) sustancia cuya molécula está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O).
Es esencial para la supervivencia de todas las formas conocidas de vida.
El agua tambien puede hallarse en forma sólida (hielo), y en forma gaseosa (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.
El HIELO
El hielo es agua sólida cristalizada, congelada. Es uno de los tres estados naturales del agua. El agua pura se congela a la altitud del nivel del mar a 0°C. El agua, junto con el galio, bismuto, ácido acético, antimonio y el silicio, es una de las pocas sustancias que al congelarse aumentan de volumen (es decir, que disminuye su densidad); la mayoría de las otras sustancias se contraen al 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/m3 o como 0,9168 g/cm3.
• Recipiente: Contiene la carga de agua
• 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.
• Controlador AutoIQ: Controla la operación completa de la máquina fabricadora de hielo. La conecta y la desconecta;
• Evaporadores/Compartimiento de congelación: Se forma hielo en los evaporadores y se deja salir cuando se calienta durante el ciclo de recolección.
• Deflector de los cubos: permite que el agua que cae de los evaporadores se devuelva al recipiente, pero cuando caen cubos de hielo, caen al depósito.
• Bomba de agua: Mueve el agua desde el recipiente hasta la parte superior de los evaporadores.
• Compresor: La bomba de vapor refrigerante.
• Válvula de gas caliente: Se cierra durante la congelación y se abre durante la recolección para desviar el gas refrigerante de descarga caliente a la entrada de los evaporadores.
• Condensador: Descarga el calor que se genera durante la fabricación del hielo modelo enfriado por aire.
2. 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.

3. 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.
SISTEMA DE REFRIGERACION
La finalidad de la Planta de Hielo Terepaima C.A es la producción de hielos en cubos o granizado. La selección del estudio se enfatizó en la fabricación de hielo en cubos, siendo este el más procesado por la empresa, debido a la demanda que dicho producto presenta.

En el momento de llevar a cabo el proceso se ven involucrados tres elementos imprescindibles: el operario, la máquina y el material. Para la realización de este trabajo de investigación se limitará a ejecutar el seguimiento al material, ya que este fluye consecutivamente en el proceso, a diferencia de la máquina, que son muchas las que operan, realizando cada una de ellas una actividad en específico, al igual que para el operario.
El proceso comienza con el llenado de los tanques de agua (4 tanques: 3 de almacenamiento o reserva y uno de uso continuo); dicho llenado es hecho con agua proveniente de la tubería de aguas blancas, una vez llenados los tanques de agua se procede a abrir la llave de paso del tanque de uso continuo, la cual envía el agua hacia los filtros de purificación a través de una tubería, simultáneamente se programa un graduador encargado de enviar cloro preparado cada cierto tiempo hacia la tubería por donde corre el agua para desinfectar y clarificar el agua que se dirige a los filtros de purificación, el cloro llega a dicha tubería por medio de una manguera, el agua clarificada entra a los filtros de purificación. El primer filtro contiene un grupo de arenas de cinco diferentes Granulometrías, que se encargan físicamente de retener los sólidos en suspensión.
Luego, entra al filtro de membrana que tienen la función de abrillantar el agua reteniendo los posibles remanentes de sólidos en suspensión. De allí es enviada a un filtro que contiene carbón activado de alto rendimiento, que elimina olor, color y sabor. Una vez, que el agua ha sido filtrada es dirigida hacia las maquinas, donde entra a una red de tuberías de calderas verticales en donde el diámetro del tubo determina el tamaño del hielo, hasta llenar los tanques de las calderas, que también contienen tubos verticales, después de llenos los tanque se expande un gas que puede ser freón o amoniaco previamente comprimido , al expandirse el gas la temperatura en la caldera desciende hasta -20Cº lo que hace que el agua que está circulando en los tubos verticales se comience a solidificar desde afuera hacia adentro , cuando el caudal del agua se próxima a cero debido a la obstrucción de los tubos por congelamiento del agua , se deja de verter el gas(freón o amoniaco ) en la caldera , el gas que queda como remanente es retirado por el compresor.
Seguidamente, se inyecta 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 (hielo en forma de cubos). El agua que queda circulando por las calderas es enviada a una torre de enfriamiento para luego guiarlas a las maquinas, repitiéndose así el proceso. El hielo cae en un tanque o caja de almacenamiento temporal donde es trasportado por medio de una cadena que va halando el hielo hacia unos rompedores de hielo verticales ubicados unos arriba de otros de forma paralela, el hielo cae en un tornillo sin fin y es dirigido a una pequeña caja de metal la cual está conectada con una cadena ascendente por donde suben los cubos y se comienzan a llenar las bolsas manualmente, una vez almacenado el hielo en las bolsas, son colocadas en una mesa para ser cerradas con alambre previamente cortado y se les abren orificios que sirven como desagüe. Luego se apilan en una carretilla de mano para ser transportadas a la cava ò nevera de almacenamiento temporal, donde se mantienen a una temperatura de -0Cº, el tiempo que dura el hielo almacenado en la cava se conoce como periodo de curación.
ENFOQUE PRIMARIO
(ANÁLISIS OPERACIONAL).
El Objetivo de la Operación empleada por la Panta de Hielo Terepaima C.A., es producir hielo en forma de cubos mediante un proceso de refrigeración. La forma en que se lleva a cabo la producción está prácticamente automatizada, solo la mano de obra influye directamente a la hora de empaquetar y acarrear el producto al almacén, donde queda temporalmente para luego ser vendidos.

PROPÓSITO DE LA
OPERACIÓN.
El diseño de fabricación del hielo en cubos es sencillo, ya que la Planta de Hielo Terepaima C.A. posee maquinaria y equipos que le darán la debida forma al hielo. Una red de tuberías de calderas verticales es la encargada de determinar el diámetro del tubo para especificar el tamaño del hielo.

DISEÑO DE LA PARTE O PIEZA.
Las actividades de preparación que implica el proceso, le restan tiempo a las actividades propias de producción, por tanto, a fin de reducir costos y hacer un mejor aprovechamiento del tiempo, deben entregarse instrumentos y materiales, y darse las instrucciones al inicio de la jornada de trabajo, donde estén contenidas todas las actividades a realizase durante la jornada laboral
PREPARACIÓN Y HERRAMENTAL.
Las condiciones de trabajo que presenta la empresa para sus empleados en cuanto a la iluminación, ventilación y temperatura pueden considerarse adecuadas, pero para el proceso al que se dedica, no están adecuadas, ya que las temperaturas en las que se encuentra el área de producción es elevada y hace que el hielo se derrita de forma prematura, haciendo que la actividad de empaque y traslado a la cava almacenadora se realice con mayor rapidez.
Por otro lado, deben proporcionar el debido equipo de protección personal y de implantar un programa de primeros auxilios eficiente, que pueda solventar cualquier percance que surja en el marco del desarrollo de las actividades de producción
CONDICIONES
DE TRABAJO.
El proceso de elaboración del hielo es en su mayoría automatizado; cada fase de la fabricación requiere de un tiempo considerable para su ejecución. La dificultad del proceso no está en la pericia del trabajo, sino, en la selección de las maquinarias y equipos necesarios.
PROCESO DE MANUFACTURA.
• La empresa carece de un depósito de sustancias toxicas.
• La temperatura no es la adecuada para el proceso de producción de hielo.
• El agua ya tratada que cae al suelo producto del sistema de refrigeración se pierde, ya que la empresa no cuenta con un sistema de reciclaje para la misma.
• La empresa no cuenta con un control de los niveles de agua utilizados para llevar a cabo el proceso de producción de hielo en cubos.
• La carretilla que utilizan para el traslado del producto terminado al almacén no es adecuada, puesto que genera fatiga en los operarios.
CARACTERIZACIÓN DE LOS
PROBLEMAS MÁS RELEVANTES DE LA
PLANTA DE HIELO TEREPAIMA, C.A.
CAP VI – ESTUDIO DEL TIEMPO
Calculo del Tiempo Estandar
El proceso Actual cambia luego de que el hielo cae en un tanque o caja de almacenamiento temporal donde es trasportado por medio de una cadena que va halando el hielo hacia unos rompedores de hielo verticales ubicados unos arriba de otros de forma paralela, el hielo cae en un tornillo sin fin y es dirigido a una pequeña caja de metal la cual está conectada con una cadena ascendente por donde suben los cubitos y entran a una maquina envasadora, que corta las bolsas y simultáneamente vierte la cantidad exacta de cubitos en cada bolsa, sellándola de forma limpia y los coloca en una cinta trasportadora que los lleva a una mesa, Luego se apilan en una zorra industrial de cuatro ruedas (de titanio) para ser transportadas a la cava ò nevera de almacenamiento temporal, donde se mantienen a una temperatura de -0Cº, el tiempo que dura el hielo almacenado en la cava se conoce como periodo de curación.
El Empaquetado en manual y se pesan cada bolsa al momento de su llenado
Las bolsas de hielo se llevan en carretillas de mano hasta la cava
El proceso de fabricación de hielo no presentó cambio alguno, la instalación de una maquina envasadora facilitara la labor de empaquetado, pasando el proceso de manual a un proceso automático.
Se pudo observar que el Proceso, de fabricación de hielo en cubos de la Planta de Hielo Terepaima C.A presenta varios problemas, Por consiguiente, se plantean las siguientes propuestas:

• Se recomienda establecer un depósito para almacenar sustancias tóxicas.
• Adecuar el galpón con recubrimientos térmicos, que permitan mantener el área a una temperatura favorable.
• Instalar un sistema de reprocesamiento para el agua tratada que cae al suelo.
• Se sugiere instalar una maquina envasadora vertical diseñada para la dosificación y envasado de cubitos de hielo, que se complemente la maquinaria actual y que tenga como salida una cinta extractora
• Implantar una carretilla industrial de cuatro ruedas para el traslado del producto terminado al almacén, facilitando así el trabajo de los operarios.
• Se propone asignar un área para guardar artículos personales de los operarios
ANALISIS GENERAL
Para llevar a cabo, lo antes propuesto, la Planta de Hielo Terepaima C.A., deberá invertir capital para la compra de la maquina envasadora vertical, una carretilla industrial y para la reparación y mantenimiento de las máquinas involucradas en el proceso; así como también para el acondicionamiento del galpón, que permitirá un proceso más óptimo. La implementación de todas estas propuestas generará un gasto mínimo en comparación con los beneficios que se obtendrán gracias al estudio de movimientos realizado.
ELEMENTOS QUE INTERVIENEN EN EL PROCESO PRODUCTIVO
• E-1: Recepción y almacenamiento del agua.
- Se llenan los tanque
- Se abre la llave de paso del tanque de uso continuo.
- Se envía el agua a los filtros de purificación.
- Se añade cloro preparado.
• E-2: Filtros de purificación.
- filtro de arena
- filtro de membrana.
- Filtro de carbón
• E-3: Tubería de calderas verticales.
- Llenado de tanques de las calderas.
- Se expande freón o amoniaco (comprimido)
- Solidificación del agua.
- Se corta en cubos.
• E-4: Caja de almacenamiento.
- El hielo que cae se almacena temporalmente.
- Se transporta a rompedores de hielos verticales.

• E-5: Caja de Metal.
- Los cubos ascienden a través de esta.

• E-6: Empaquetado.
- Se llenan las bolsas
- Se coloca en mesa
- Se cierran
- Se apilan en carretilla.

• E-7: Operación de Almacenaje.
- Coloca en almacén de producto terminado.
Ahora bien, para llevar a cabo el estudio de tiempo y el desarrollo de los cálculos del tiempo estándar se seleccionó la estación E-6: Empaquetado, debido a que en dicha estación se observan los cambios físicos del material original.
Las operaciones que conforman la estación E-6 fueron agrupadas en dos elementos:

• Elemento 1: - se llenan las bolsas
- se coloca en mesa
• Elemento 2: - se cierran
- apilan en carretilla
DETERMINACIÓN DEL NÚMERO DE OBSERVACIONES
Para ejecutar los cálculos de ejecución del proceso de la estación E-6 de la Planta de Hielo Terepaima C. A., realizando 10 observaciones de una muestra, empleando el método de Cronometraje por observación continua. Los datos obtenidos se observan en la siguiente tabla:

Cálculo de X
Para E1: 5,91 seg
Para E2: 13,33 seg

Entonces X = 19,24 seg

DETERMINACIÓN ESTADÍSTICA DEL TAMAÑO DE LA MUESTRA
CÁLCULO DEL FACTOR DE CALIFICACIÓN A TRAVÉS DEL MÉTODO DE WESTINGHOUSE.
Para obtener los resultados de la calificación del Operario, se aplicó el Método Westinghouse, considerándose los factores de la siguiente manera:
Consideración y resumen de los factores influyentes en el proceso de fabricación de hielo utilizando el Método Westinghouse

Cv=1 ± C
Cv=1 + 0,14
Cv=1,14
Aplicando el método Westinghouse, se obtuvo un Cv = 14% que corresponde a la efectividad del operario.

CALCULO DEL TIEMPO NORMAL

TPS = 19,2448 seg
TPS = 0,3207 min
TN = TPS x Cv
TN = 0,3207 x 1,14
TN = 0,365598 min

TN Representa el tiempo normal, tiempo que requiere el operario para realizar sus operaciones
- Cálculo de Tolerancias por Fatiga.
Para realizar el cálculo de las Tolerancias concedidas por Fatiga, se utilizó el Método Sistemático. A continuación se presenta el diagnóstico realizado:
CÁLCULOS DE TOLERANCIAS
De la tabla de Condiciones por Fatiga se tiene:
• Clase: B5
• Rango: 213-219
• % concesión: 10
• Fatiga: 44 min
JET = JT - ∑Tolerancias Fijas
Tolerancias Fijas = 30 min + 12 min + 10 min
Tolerancias fijas = 52 min
JET = 480 min – 52 min
JET = 428 min
CALCULO DE LA JORNADA EFECTIVA DE TRABAJO.
Normalizando:
JET – (Fatiga + Necesidades Personales) Fatiga + Necesidades Personales
Tiempo Normal X
428 min – (10 min + 44 min) 10 min + 44 min
0.365598 min X
Tolerancias Totales X= 0,05278 min

TE=TN+ ∑▒Tolerancias
TE= 0,365589 min + 0,05278 min
TE = 0,41837 min
TIEMPO ESTÁNDAR:
La actividad de llenado, cerrado de las bolsas de hielo tiene un tiempo de ejecución de 0,41837 min. Por lo que se considera aceptable debido a que no presenta mucha discrepancia con respecto al Tiempo Normal, por tanto, los valores por concepto de tolerancias son razonables. Pero debido a las condiciones laborales y al factor humano, si se desea aumentar la producción se debe sustituir esta labor manual y cambiarla por una automatizada, evitando el error al momento del llenado, y facilitando la producción.
• Se sugiere a la empresa cambiar el equipo de traslado del producto terminado, ya que la carretilla que utilizan actualmente ocasiona lesiones físicas al operario.
• Elaborar planes de ejecución de las actividades diarias que serán realizadas por los operarios.
• La máquina de empaquetado presenta una abertura, por la cual al momento de descenso del hielo se observa un escape del mismo. Se recomienda cambiar el proceso de empaquetado por uno automático que evite la perdida de materia prima y disminuya el tiempo de producción
• Se invita a la empresa desarrollar un plan de mantenimiento periódico a la maquinaria, para evitar fluctuaciones futuras.
• Realizar seguimientos a lo largo del desarrollo de las actividades de producción para garantizar la calidad del producto.
• Se recomienda implementar utensilios de protección personal y de primeros auxilios
• Se propone asignar un área para guardar artículos personales de los operarios.
• Se recomienda establecer un depósito para almacenar sustancias tóxicas
• Recubrir el piso del almacén con goma anti resbalante, para evitar que los sacos de hielo se rompan cuando permanecen un tiempo prolongado al contacto con el suelo, además de ser éste el material más adecuado para caminar.
RECOMENDACIONES.
1. Se elimina el calor del agua y se descarga el calor por medio del condensador durante el ciclo de congelación.
Asi quedara el proceso si se incluye una maquina envasadora vertical diseñada para la dosificación y envasado de cubitos de hielo.
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