1. Trabajos finales de graduación de grado
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Item Efecto del tipo de beneficiado en la torrefacción de los granos de café (Coffea arabica)(2022) Barrantes Montoya, Sergio Ignacio; Vargas Elías, Guillermo AsdrúbalEl presente trabajo final de graduación se centró en el análisis de la cinética de secado solar y torrefacción de café lavado, miel y natural, así como de la medición de parámetros físicos del café antes y después de los procesos de secado y torrefacción. Se realizaron las labores de beneficiado lavado, semi-seco y húmedo para la obtención del grano a utilizar en los experimentos en condiciones de laboratorio y finca, se registró la pérdida de masa del café para el cálculo de la humedad del grano durante el secado y se determinó los coeficientes del modelo que describieron mejor los resultados, se concluyó que el modelo de Page Modificado describió de forma adecuada con un coeficiente de determinación ajustado mayor que 0,983 y los parámetros del modelo fueron diferentes para describir el secado solar en cada tipo de beneficiado. Se realizó la torrefacción del café lavado, miel y natural obtenido del secado solar, se llevó un control de la temperatura interna del aire del tostador y la temperatura del grano durante la torrefacción, se ajustaron los modelos que describen tanto la temperatura interna del aire del tostador y la temperatura de grano, encontrando que los ajustes obtenidos son particulares para cada tipo de grano utilizado en el experimento. Se encontró que el modelo propuesto obtuvo el mejor ajuste para el perfil de tueste con un coeficiente de determinación de 0,978. En el secado y la torrefacción se registró las propiedades físicas de contenido de humedad, densidad aparente y masa, se obtuvo para el caso de los granos con tres niveles de tueste ecuaciones lineales que describen las pérdidas relativas de masa y densidad en función de la temperatura del perfil de tueste; encontrando que los ajustes de los parámetros de la ecuación son característicos para cada tipo de grano. Además, se propuso una ecuación compuesta para predecir el volumen aparente final de la masa de grano al final del tueste...Item Dimensionamiento de un sistema de secado para desechos procesados de la industria manufacturera de bebidas a base de malta de cebada(2019) Cisneros Arias, Dania Jazmín; Hernández Chaverri, Rodolfo AntonioEn el presente trabajo se planteó el diseño de un secador para el residuo valorizable llamado grano gastado de cebada (BSG por sus siglas en inglés). El proyecto se llevó a cabo para la micro cervecería Diriá, empresa que facilitó el grano con que se realizaron las pruebas. Se trabajó un diseño factorial 23, con el que se estudiaron los factores de espesor del lecho de material a secar, velocidad y temperatura del aire de secado; este ensayo tuvo lugar en el secador piloto del Centro Nacional de Ciencia y Tecnología de Alimentos (CITA) de la Universidad de Costa Rica. Por su parte el análisis de extracción de agua realizado de manera manual y mecánica (prensa hidráulica), así como la determinación sobre el porcentaje de humedad en todas las muestras se realizó en el Laboratorio de Análisis Químico de Alimentos de la escuela de Tecnología de Alimentos en la Universidad de Costa Rica, finalmente el desarrollo del modelo de absorción de agua, que sufre el grano posterior al proceso de secado, se efectuó en el Laboratorio de Biomasas de la Escuela de Química en la Universidad de Costa Rica. Como primer paso se determinó el porcentaje de humedad inicial en las muestras proporcionadas de BSG, este proceso se realizó en una estufa de secado para la determinación de humedad, esto con el fin de conocer la cantidad de agua total existente en los granos. El análisis de extracción de líquido realizado mediante el uso de la prensa hidráulica, para cargas entre 200 lb y 1800 lb, y una carga manual de 110 lb, dio como resultado que una carga de 800 lb fue la idónea para prensar las muestras que se utilizaron en las secciones posteriores de secado. Con el fin de comparar la influencia que tuvo el pretratamiento de presando en la etapa de secado, se determinó la humedad remanente al material comprimido (de manera manual y a 800 lb) de BSG. Posteriormente se sometieron los granos al secado térmico en un secador de circulación de aire...Item Optimización de la cinética de secado en semillas de papaya(2018) Sánchez Salmerón, Natalia; Vargas Elías, Guillermo AsdrúbalEl secado en las semillas de papaya es un proceso importante para reducir el contenido de humedad hasta un nivel deseado y seguro, para optimizar la tasa de germinación. El objetivo de la presente investigación es estudiar el secado de capa fina por convención forzada, para determinar un modelo matemático que represente la cinética de secado en la semilla de papaya sin producir daño en su germinación. Para lograr esto se utilizaron semillas provenientes de frutos de papaya de la variedad ¿Hibrido Pococí¿. Se utilizó un prototipo de secadora vertical para reducir la humedad a su punto de equilibrio ante temperaturas de 25°C, 30°C y 35°C en tres velocidades de secado 0,75, 1,5 y 3 m/s. La cinética de secado se analizó con los modelos de Page, Midilli, Lewis, Verma, HendersonPabis Modificado y Logarítmico. Se encontró que el modelo logarítmico es el que presenta un ajuste más adecuado. Se determinó que la temperatura óptima para germinación corresponde a 30°C. Los resultados anteriores son importantes para el diseño industrial de una línea de procesamiento de semillas de papaya.Item Optimización de la operación de secado por atomización para la elaboración de un producto deshidratado a partir de un concentrado de polifenoles obtenido de la mora (Rubus adenotrichos)(2017) Hernández Monge, Gloriana; Mayorga Gross, Ana LucíaLa presente investigación se enfocó en la optimización de la operación de secado por atomización, como una etapa central en el desarrollo de un producto en polvo a partir de un concentrado de mora (Rubus adenotrichos) rico en polifenoles. Para la obtención de dicho concentrado (producto retenido durante la ultrafiltración y sometido a una diafiltración, R-UFd) se utilizaron tecnologías de membranas (microfiltración, ultrafiltración y diafiltración) con el objetivo de concentrar los polifenoles de la mora, además de disminuir el contenido de azúcares simples y ácidos orgánicos, los cuales han demostrado interferir negativamente durante el secado por atomización de matrices similares. Se evaluó el uso de maltodextrina y pectina como agentes acarreadores para la microencapsulación de los polifenoles durante el secado por atomización (Te = 160 ºC y Fa = 3,6 mL/min): en cuatro tratamientos independientes: solamente maltodextrina al 10% y 20% m/m, o maltodextrina a esos porcentajes con pectina al 0,75% y 1,50% respectivamente. El porcentaje de retención de antocianinas (RA) y elagitaninos (RE) fue significativamente superior para el tratamiento que incluyó solamente 10% de maltodextrina, con porcentajes de 15,01 ± 0,7 y 19 ± 2 respectivamente. No hubo diferencias significativas (p>0,05) entre tratamientos en cuanto al contenido de humedad del producto en polvo (2,0 g/100 g) y el rendimiento másico de la operación (79,44%). El índice de solubilidad en agua (IS) presentó valores entre 84,73 y 92,27%. La morfología de las partículas, evaluada mediante microscopía electrónica de barrido, presentó estructuras y formas similares a las reportadas en otros estudios en los que se estudió la atomización de jugos de frutas, así como tamaños de partícula en el rango entre <1 ¿m hasta 250 ¿m. Los productos presentaron un color rojo intenso. Con el tratamiento de 10% de maltodextrina como agente acarreador, se evaluó el efecto...Item Carbono total del suelo y su efecto sobre la movilidad del agua(2013) Ulate Segura, Diego Guillermo; Mata Segreda, Julio Francisco 1948-Se determinó la existencia de correlación entre el contenido de C total en suelos y su supramolecularidad general, con la movilidad del agua en estos. Lo anterior se logró mediante el análisis de algunos parámetros cinéticos de sus curvas de secado sin y con enriquecimientos en su contenido de carbono orgánico y la determinación del contenido mineralógico por medio de difracción de rayos X. La presencia de ácidos húmicos y fúlvicos, la textura, la cristalinidad y la porosidad son los factores principales que limitan la transferencia de agua en suelos. Las interacciones entre los ácidos húmicos y fúlvicos con las arcillas y arenas forman estructuras supramoleculares de aspecto coloidal que reducen el área superficial específica y ocluyen los poros del suelo. Esto genera mayor tortuosidad, reduce su porosidad dinámica y disminuye la difusibilidad de agua en los mismos. Como un estudio previo a los ensayos con suelos, se realizó el análisis de los parámetros cinéticos del secado para disoluciones acuosas binarias y para materiales porosos simples tales como Al2(SO4)3·17H2O@diatomita, resinas DOWEX¿ 50WX2 (varias formas) y Rexyn® 202 (forma Cl- y SO4-2). La presencia de los solutos evaluados no influyó en la tasa de evaporación de agua, en el tanto que para materiales porosos el hinchamiento por hidratación, el tamaño de sus contraiones hidratados y la energía de hidratación de los anteriores afectó directamente los procesos de secado. La importancia de este estudio recae en una mejor comprensión global de los factores influyentes en el transporte de agua en suelos para manipular y modificar estas propiedades con fines productivos. Además se hace un aporte significativo en la interpretación integral de dichos factores y como sus correlaciones determinan la supramolecularidad del suelo y los mecanismos de difusión de agua en estos.