Ingeniería y Arquitectura
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Item Producción de hidrógeno a partir de aguas mieles (Residuales) del beneficiado húmedo de café mediante la técnica de reformado en fase acuosa con catalizadores de níquel(2022) Varela Mora, Isabella; Ulate Brenes, Adolfo MauricioItem Análisis de la viabilidad de un sistema de captura de agua y su almacenamiento para uso en el beneficiado húmedo en la Cooperativa de Caficultores de Pilangosta R.L., del cantón de Hojancha, Guanacaste(2016) Méndez Cubillo, José Andrés; Morris Grainger, HubertEl sistema de captación de agua de lluvia de los techos es una medida que brinda la posibilidad al beneficio Coopepilangosta R.L., ubicado en Hojancha, Costa Rica que es una zona catalogada dentro de los 15 cantones del país con mayor vulnerabilidad en el recurso hídrico y que en la cosecha 2014-2015 consumió un volumen de agua total de 1.395 m3 de contar con una fuente de agua disponible a utilizar en el proceso. A su vez puede considerarse como una herramienta para la adaptación a los efectos del cambio climático, principalmente, debido a que se disminuye el uso de las fuentes convencionales de agua como lo son pozos y ríos. Asimismo, permite al beneficio ser una industria autosuficiente en su consumo de agua. Con base en lo anterior y conociendo que en el beneficiado húmedo se consumen volúmenes altos de agua, se midió que el beneficio Coopepilangosta R.L., consumió un volumen de agua total de 1.395 m3 , para el procesamiento de 3.244 fanegas, para un consumo de 430 l/ff. Utilizando como fuente de agua para el proceso sus dos fuentes actuales como lo es una naciente y un pozo, que presentan disminución en el volumen de agua disponible en los últimos años. Al implementar el sistema de captación del agua de lluvia, se determinó que en el caso más crítico de sequía en la zona, que es con la afectación del ¿Fenómeno El Niño¿, se puede recolectar el agua necesaria para procesar el 39 % de la cosecha 2014-2015. Contando con un reservorio con revestimiento de geomembrana y una cubierta superior de sarán de doble capa; esto con una probabilidad y certeza del 95 % de obtener la precipitación de 1.030 mm, además estimando solo la utilización del 50 % del área de techos del beneficio, por lo que su implementación aprovechando mayor área de techos aumentaría su viabilidad. Por consiguiente, en el sistema de cosecha de agua de lluvia propuesto, se incluyen accesorios de limpieza como los interceptores de primeras aguas...Item Diseño de un snack saludable a partir de la pulpa del café del beneficio Bellavista para su producción y comercialización(2018) André Espinoza, Javier; Suchar Ponte, Nathan; Gamboa Hernández, PaolaDespués de tener indicios acerca de los aspectos positivos para la salud que podría tener la pulpa residual del proceso de beneficiado de café, surge la idea de diseñar un snack saludable utilizando este residuo del beneficio Bellavista como materia prima. Posterior a varios análisis, se logra diseñar un alimento sano a partir de este ingrediente, con el propósito de producirlo y comercializarlo como una alternativa alimenticia saludable, por lo que se considera cumplido el objetivo general del proyecto. Inicialmente se elabora un estudio sobre la materia prima y se logra determinar que la pulpa de café del beneficio Bellavista sí puede ser utilizada en la elaboración de un alimento, esto por medio de varios análisis: el estudio de coliformes resulta negativo, indicando que no hay contaminación por materia fecal; el análisis de micotoxinas también indica que no se encuentran presentes ninguno de estos elementos tóxicos, y el análisis de químicos confirma que no existen residuos plaguicidas que podrían ser dañinos para el consumo humano. Además, se confirma que el sistema digestivo del ser humano es capaz de digerir esta materia. Aunado a esto, al considerar el auge importante en el concepto de cuidar el medio ambiente, la utilización de la pulpa de café para producir un alimento y revalorizar un residuo del proceso de beneficiado de café para aprovechar sus valores nutricionales es un concepto alineado con la tendencias culturales del público meta. El mercado de snacks representa una buena oportunidad para ingresar con un nuevo negocio ya que se encuentra en crecimiento y hay una oportunidad para captar un porcentaje de personas que adquieren estos productos. Se propone una estrategia de competición para comercializar el alimento, en la que debe haber integración vertical y/u horizontal. Debido al tipo de cliente meta en cuestión, se desea comercializar el producto en...Item Evaluación de la eficiencia de los productos químicos que contienen quelatos en el tratamiento de lodos(2008) Zamora Solano, Jorge; Arias Zúñiga, Ana LorenaSe evalúo el tratamiento de lodos residuales, provenientes de un Beneficio de café, utilizando productos químicos que contienen quelatos. Se realizó un descripción de que consisten los quelatos, y su efecto, los cuales son una formación química de anillos, en los que moléculas no metálicas, se ordenan alrededor de una molécula metálica, cobre para el caso en estudio, generando, en el quelato mayor estabilidad y la posibilidad de permanecer mayor tiempo en suspensión, y se mantenga por más tiempo reaccionando con la materia orgánica presente en el lodo. La obtención de una dosis aproximada de producto químico, se dio por medio de resultados visuales, y se aplicó dicha dosis, la mitad y el doble de la obtenida. Además, se hizo una medición de varios parámetros representativos, a distintos recipientes con las dosis determinadas y se compararon con un patrón, las muestras permanecieron en el laboratorio. Se dio una única aplicación de químico a cada recipiente y se realizaron mediciones semanales. Los resultados mostraron que el compuesto químico, tuvo efectividad en el control del olor, además, mostro un comportamiento favorable en los compuestos amoniacales, nitritos y nitratos, lo que indica que se estaba llevando a cabo el Ciclo del nitrógeno. Para los demás parámetros analizados, el comportamiento de los lodos con las distintas dosis, es similar al patrón, por lo que no se puede dar por comprobada la efectividad del producto en dichos aspectos y se requiere de mayor experimentación. Se determinó como el tratamiento de lodos podría ser un tratamiento primario adecuado, para luego ser utilizado como compost u otro método, por su disminución en las concentraciones de carga orgánica.Item Dimensionamiento y costeo de un reactor anaerobio de media bolsa a nivel de planta piloto para la producción de biogás a partir de aguas mieles de café(2013) Gamboa Rodríguez, Osvaldo; Chacón Valle, GerardoEl objetivo principal de este proyecto es dimensionar y determinar los costos de construcción de un reactor anaerobio de media bolsa, para evaluar la producción de biogás a partir de las aguas mieles del beneficiado del café, específicamente en la Cooperativa de Caficultores Coopetarrazú R.L., ubicada en La Zona de Los Santos, San Marcos de Tarrazú. Esta empresa actualmente desecha estos residuos en plantaciones de árboles en fincas propiedad de la misma empresa, utilizándolos como un tipo de fertilizante líquido para mejorar las condiciones de los suelos. La empresa desea evaluar la producción de biogás utilizando como sustrato las aguas mieles del café, puesto que son varias las operaciones dentro del mismo procesamiento que se verían favorecidas con el biogás que se produzca, principalmente en la operación de las calderas del beneficio, puesto que actualmente funcionan a base de leña y cascarilla, pero para ello, la cooperativa debe estar constantemente sembrando árboles en sus fincas para posteriormente utilizarlos como leña. Se piensa en utilizar el biogás para la generación de la llama dentro de las calderas y evitar así la tala de árboles innecesaria; sumado a esto se estima una remoción de un 80% en la concentración de DBO y un 85% del DQO, favoreciendo también a la disminución de la carga orgánica. El biodigestor a dimensionar posee una estructura geométrica rectangular, puesto que, lo que se hará será acondicionar una de las pilas desocupadas dentro del plantel. La fosa posee una altura de 2.46 m, largo de 4.17 m y ancho de 2.25 m. Posee además una pileta de carga y otra de descarga construidas en concreto, dos mamparas de 2.30 m de profundidad y una bolsa flexible de polietileno para el almacenaje del biogás. La alimentación diaria será de 3.3 m3/d y el tiempo de retención estimado de siete días. Se estima una generación debiogás de 8.65 m3/d, que equivalen a 12.82kWh/d, que podría ser utilizado...Item Diseño de un secador para café mediante el calentamientos del aire en dos etapas utilizando energía solar(2015) Camacho Fonseca, Stanley; Ramírez Hernández, Oscar; De Lemos Medina, LeonoraEl objetivo principal del proyecto fue diseñar un sistema de secado de café que afecte lo menos posible la calidad del grano y que partiera de energías renovables para reducir la huella ecológica y destacarse en el mercado internacional del café gourmet. El fundamento técnico fue aprovechar la energía solar disponible para aumentar la temperatura del aire de secado y reducir su humedad relativa, esto en dos etapas: primero en un colector solar de aire y luego en una cámara de secado para deshumidificar el grano de café y reducir su contenido de humedad en base húmeda desde un 53 % hasta un 12 %, valor establecido por el Instituto Costarricense del Café (ICAFE). Con el diseño de la cámara de secado se logró no maltratar el grano ni exponerlo a la contaminación del medio. Además, su velocidad de deshumidificación no se ve forzada ni acelerada. Los principales resultados fueron una disminución del 60 % del espacio requerido para secar el café en comparación con el método en patios de concreto, pasando de 322 m2 a 132 m2, y un aumento del 58 % de la disponibilidad energética para el secado (entalpía del aire), que aumentó de 62,4 kJ/kg a 98,5 kJ/kg. En el análisis económico para la viabilidad del proyecto se consideró un aumento de 60 % de la producción con un precio de venta de $225,00/quintal de café y una utilidad del 25 %, una inversión de $40 000,00 y un período de depreciación lineal de 10 años sin valor de rescate, dando como resultado una tasa interna de retorno (TIR) de 86,8 % y un valor actual neto (VAN) de $131 337,10.Item Evaluación de la viabilidad técnica para la utilización de un reactor del tipo U.A.S.B. en el tratamiento de aguas residuales de un beneficio(2004) Jaubert Calvo, Óscar Gerardo,; Chacón Scheidelaar, Michael HenryEl tratamiento y la solución de los problemas que ocasiona el manejo de las aguas residuales como las que proceden del beneficiado de café, encuentran una mejor y más viable solución parcial en el tratamiento anaerobio. Para poder manejar y estudiar de una forma sencilla el funcionamiento de los reactores anaerobios de aguas residuales se trabaja con modelos a escala, como el que se encuentra instalado en el laboratorio de Ingeniería Ambiental (U.C.R.) El análisis técnico se realiza con base en las observaciones y resultados de pruebas de laboratorio en cuanto a la remoción de DQO, para diferentes condiciones de operación. El diseño propuesto contempla la instalación de un reactor U.A.S.B., en el beneficio Coopedota R. L. El equipo se instalará en la segunda laguna anaerobia, de forma que esta actue como nivelador de carga y pH. La laguna aerobia se mantendrá en operación para que sirva como elemento para adecuar el efluente del reactor a las condiciones finales. El reactor se diseñó para un pico de cosecha de 1600ff y una carga contaminante total de 19 200 kg00ofm3 • El equipo se divide en cuatro modulos de 486m3 y con una velocidad de carga orgánica de 1Okg00ofdía m3• El costo del equipo instalado es de US$251 000, que se divide en la obra gris, tubería, bombas y el intercambiador de calor. El costo anual de operación es de US$49 000/año, que corresponde a US$0,20/m3.Item Parámetros operativos y capacidad de procesamiento del reactor anaerobio en el Beneficio Coopelibertad R.L(2000) Sánchez Hernández, Leonardo,; Jiménez Chacón, RonaldSe aplicó una metodología a nivel de laboratorio por medio de análisis químicos y de campo, con mediciones directas puntuales, monitoreando el balance de materiales (flujo de agua, producción de biogás y materia orgánica cruda), así como el controlar la estabilidad de un proceso anaerobio bastante complejo, por medio de dos reactores de flujo ascendente que conforman el sistema de tratamiento final de las aguas residuales en el beneficio Coopelibertad R.L. La estabilidad se evaluó por medio de tres parámetros : pH, alcalinidad y ácidos grasos volátiles (AGV's), donde estos dos últimos reflejaron comportamientos directamente proporcionales en los centros y a la salida de ambos reactores. Un resultado muy importante, fue el hecho de sustituir la soda cáustica por cal talco para el control del pH. Lo anterior representa un gran ahorro económico, así como una manipulación más sencilla y menos peligrosa por parte de los operarios del sistema. Con la cantidad de materia orgánica presente en las aguas mieles (denominada en términos de DQO), se logró determinar una eficiencia de remoción del 91.15%. La producción de gas, aparte de ser un subproducto de la descomposición de las aguas, que fue aprovechado como una fuente calorífica ó energética, mantuvo una relación directa con el DQO de afluente, ya que sirvió para definirla cantidad de materia orgánica cruda que ingresó al reactor, incrementando según las posibilidades entre un 4 y un 7% más cada día. Se logro determinar un consumo de agua por fanega menor al metro cúbico, así como el grado de contaminación por medio del DQO en todas las aguas que participan en los procesos de beneficiado húmedo. Esto último permitió identificar aquellas aguas que no era necesario su tratamiento, incrementando la eficiencia operativa del reactor anaerobio.