El principal objetivo de la tesis es diseñar una secadora de granos de café especial que sea capaz
de conseguir una humedad final de 11% y trabajar a una temperatura de secado no mayor a 35°C.
Además, funcionará empleando energías renovables, ya que se ubicará en un lugar donde no existe
una red eléctrica. Primero, se plantea la problemática y se detallan las tecnologías actuales de
secado de granos, como los secadores en bandejas, rotatorios, etc. Se explican los tipos de
tecnologías renovables, tanto la fotovoltaica como la eólica. Además, se detalla las formas de
generar calor para calentar el aire. Luego, se plantean los requerimientos mecánicos, eléctricos y
de control del sistema para alcanzar el objetivo principal. Para satisfacerlos se detallan las
funciones a realizar, se proponen 3 conceptos de solución mediante la matriz morfológica y se
elige la más óptima a través de una evaluación técnica/económica. Después, se diseña el sistema
mecatrónico teniendo en cuenta los cálculos necesarios (termodinámicos y electrónicos) para el
dimensionamiento del sistema. Para ello, se estima el tiempo de secado de manera analítica
utilizando las ecuaciones propuestas por Robert E. Treybal y papers acerca del secado de granos
según SECAFÉ (revista agrícola brasilera). Además, se calcula la cantidad de paneles solares,
baterías y reguladores, detallándose las partes del sistema especificándose tanto su función como
su fabricación. También se seleccionan los componentes mecánicos, electrónicos y de control que
satisfagan el diseño propuesto. Posteriormente, se presenta la integración que existe entre los
sistemas mecánico-electrónico y eléctrico-electrónico-control. Asimismo, se observa la lógica y
estrategia de control empleada en el sistema las cuales garantizan que el aire no exceda los 35°C.
Finalmente, se desarrolla una evaluación económica para analizar la rentabilidad del diseño. Se
estima que sea rentable desde el primer año, esto en comparación al uso de las tecnologías actuales
para secar café en dicha zona. En conclusión, empleando un monitoreo constante de la temperatura
y humedad relativa y debido a la estrategia de control se logra calcular un tiempo de secado
aproximado de 8 horas. De esta manera, se obtiene un café especial al 11% de humedad cuya
temperatura no sobrepase de los 35°C y con un secado homogéneo.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:PUCP/oai:tesis.pucp.edu.pe:20.500.12404/14882 |
| Date | 29 August 2019 |
| Creators | Loja Acuña, Gilberth André |
| Contributors | Ugarte Palomino, Carlos Alfredo |
| Publisher | Pontificia Universidad Católica del Perú, PE |
| Source Sets | Pontificia Universidad Católica del Perú |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/bachelorThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | Atribución-CompartirIgual 2.5 Perú, info:eu-repo/semantics/openAccess, http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5/pe/ |
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