Ingeniería y Arquitectura
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Item Diseño de un sistema de integración energética para el secado industrial de pulpa de café prensada(2018) Jiménez Gómez, Alejandro Esteban; Torres Quirós, CindyItem Evaluación de un sistema de flujo forzado para secado de granos de café con uso de colectores solares elaborados con latas de aluminio(2015) Molina Gutiérrez, Julián; Durán Vargas, EstebanEl objetivo general de este proyecto fue evaluar un sistema de flujo forzado para secado de granos de café con uso de colectores solares elaborados con latas de aluminio. Se tiene como punto de partida 2 secadores solares de convección natural. Al inicio del documento se plantea un marco teórico que se utiliza como referencia sobre los distintos tipos de secadores y se definen características específicas de estos, haciendo énfasis en los utilizados para secar café. Se cuenta con la ventaja de experiencia previa de un secador de convección natural, se utiliza como punto de partida del desarrollo del proyecto. Respecto al marco teórico se plantearon una serie de modificaciones al sistema de secado, para modificar el secador de convección natural y transformarlo en uno de flujo forzado, con una mejor distribución de aire y un sistema de control automático que permita facilitar la operación del mismo. Se dimensionó el flujo de aire para un secado adecuado y se seleccionó equipo para lograr un bajo consumo energético. Se cotizaron los materiales, equipos y recursos para la modificación y una vez adquiridos se comenzó con la ejecución de las modificaciones respectivas. Se construyó una cámara de presión para distribuir el aire uniformemente en la cama de granos y se instaló un sistema de control automático, cuya variable controlada es la temperatura del aire, por medio de 2 ventiladores de 182 m3/h. Completada esta etapa, se procedió a realizar un plan experimental donde se plantean una serie de experimentos para estudiar y cuantificar el desempeño del secador. Por medio los gráficos y ecuaciones se representan eficiencias de secado de hasta 77% con una remoción de humedad de 4,89 x 10-4 kg/s y una radiación promedio de 702 W/m2. Se trataron de realizar las pruebas lo más similar posible a las realizadas con el secador de convección natural, para su posterior comparación. Por lo que en cada prueba se cargó el secador con 45 kg...Item Modelación del procesamiento agroindustrial del café desde la fruta hasta el café oro(2019) Gómez Mora, José María; Vargas Elías, Guillermo AsdrúbalEste trabajo responde a la necesidad de desarrollar una herramienta que apoye el proceso de toma de decisiones del Beneficio San Diego de Volcafe Costa Rica con el fin de mejorar su capacidad de procesamiento previo a la ejecución de cambios en la parte operativa. La herramienta de simulación en una línea de proceso de beneficiado permite el análisis de posibles escenarios con el fin de poder administrar los riesgos operativos. La capacidad instalada del Beneficio Volcafe San Diego permite clasificarlo como un megabeneficio, por lo que se diagnosticó la situación actual de la planta con el fin de caracterizar las principales operaciones unitarias y los equipos utilizados durante el proceso. Los datos de la cosecha 2017-2018 de la empresa permitieron la elaboración de un balance de masa con un aprovechamiento del 18,5% a un contenido de humedad de 12% base húmeda (b.h.) y se determinó que, mediante los procesos de despulpado, desmucilaginado y despergaminado se remueve el 61,5% de la masa del café fruta inicial. Se remueve un 20% de esa masa, que corresponde al agua evaporada durante el secamiento. Finalmente solo un 18,5% de la masa inicial se logra transformar en producto terminado o café oro al 12% contenido de humedad en base húmeda. Estos resultados concuerdan con los de otras investigaciones realizadas a nivel de microprocesamiento. La operación de secado por lotes en el equipo horizontal rotativo (también conocido como guardiola) se representó adecuadamente con el ajuste del modelo matemático de capa delgada de la ecuación de Midilli modificada y un coeficiente de determinación de 97,09%. La simulación del proceso de beneficiado es una herramienta que permite la evaluación del flujo de producto y la capacidad del sistema, que puede ser usada como fuente de información para la toma de decisiones y la programación de actividades durante la cosecha. Esta se realizó sobre la línea de proceso de café mediante el análisis...Item Dimensionamiento, construcción y puesta en marcha de un sistema de secado de granos de café con uso de colectores solares(2014) Mora Vindas, Allan Gerardo; Durán Herrera, EstebanDimensionar, construir y poner en marcha un sistema de secado solar de granos de café de bajo costo mediante el uso de colectores solares basados en latas de aluminio recicladas, es el objetivo principal de este proyecto de graduación. Para este propósito se recopiló información acerca del secado de café y de los tipos de secado utilizados en la actualidad, así como también, de los diversos tipos de secadores solares en la literatura, y de cuáles se han usado con éxito para el secado de granos. Con uso de la información anterior y de los requerimientos del secado de café se conceptualizó y dimensionó un sistema de secado de granos de café basado en un colector solar construido con latas de aluminio como material absorbente de la radiación solar. Posteriormente, se construyó el sistema de secado de granos en el beneficio de café CoopeTarrazú con todas las facilidades brindadas por la empresa como materiales y ayuda en la mano de obra. Además, se confeccionó una guía de implementación de tecnología de secado solar con información general para implementar, seleccionar, construir, y mantener un secador solar de granos en el istmo centroamericano. Se realizó la puesta en marcha del sistema de secado, y se verificó el buen funcionamiento del sistema, así como de los instrumentos de medición de las variables seleccionadas para calcular la eficiencia del sistema. Se probó el sistema de secado con una carga de 45 kg de grano de café, utilizando un flujo de aire por convección natural para operar el sistema con el uso exclusivo de energía renovable. Se dejó secar el grano desde una humedad de 50 % (b.h.) hasta alcanzar una humedad entre 11 % y 13 % (b.h.), el cual es el rango generalmente utilizado para el almacenamiento seguro del grano. Se tomaron datos de radiación solar, temperaturas, velocidad de aire, humedad relativa y la humedad del grano para determinar el comportamiento del sistema dimensionado. Se determinó...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.