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Prototipo secador rotatorio de café especial alimentado con energía solar, aplicado a una finca cafetera en el municipio Arboleda del corregimiento de Santa Marta-Nariño
dc.contributor.author | Insuasty, Cesar | |
dc.contributor.author | Bastidas, Felipe | |
dc.contributor.other | Gomez, Fabio (Asesor) | |
dc.contributor.other | Ibarra, Alvaro (Co-asesor) | |
dc.coverage.spatial | Pasto, Nariño, Colombia | |
dc.coverage.temporal | Fecha: 2022-2024 | |
dc.date.accessioned | 2024-06-24T13:37:37Z | |
dc.date.available | 2024-06-24T13:37:37Z | |
dc.date.issued | 2022-02-07 | |
dc.date.submitted | 2024-06-05 | |
dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.14112/28368 | |
dc.description.abstract | El proyecto propone desarrollar un prototipo de secador rotatorio de café especial alimentado con energía solar, aplicado a una finca cafetera en el municipio Arboleda del corregimiento de Santa Marta-Nariño, con el objetivo de optimizar el proceso de secado del café, mejorando la calidad del producto final y reduciendo los costos. Mediante la identificación de las condiciones de secado, el diseño del prototipo utilizando software de modelado y simulación, y el desarrollo de un sistema de control con programación PID, se busca estandarizar el secado controlando variables como temperatura, humedad y flujo de aire. Este enfoque sostenible y renovable supera las limitaciones de las tecnologías tradicionales, que dependen de las condiciones atmosféricas y resultan en productos de calidad variable, además de ser costosos y poco eficientes. La implementación del secador garantiza un rendimiento óptimo, mejora la calidad del café y reduce los costos de producción, aumentando la competitividad de los productores locales y promoviendo prácticas agrícolas más sostenibles. | es_ES |
dc.description.tableofcontents | 1. Resumen de la propuesta 8 1.1. Descripción del problema 8 1.1.1. Formulación del problema 9 1.2. Justificación 9 1.3. Objetivos 11 1.3.1. Objetivo general 11 1.3.2. Objetivos específicos 11 1.4. Marco referencial o fundamentos teóricos 11 1.4.1. Antecedentes 11 1.4.1.1. Internacionales. 12 1.4.1.2. Nacionales. 13 1.4.1.3. Criterios de búsqueda y bases de datos. 14 1.4.1.4. Estado del arte 16 1.4.1.5. Descripción de artículos 19 1.4.1. Marco teórico 22 1.4.1.1 Taxonomia 22 1.4.1.2 Proceso de secado del café 23 1.4.1.3 Generalidades. 23 1.4.1.4 Tipos de café 24 1.4.1.5 Sistemas de secado 28 1.4.1.6 Variables 29 1.4.1.7 Tipos de energías renovables 29 1.4.1.8 Funcionamiento del proceso de secado rotatorio 30 1.5. Metodología 31 1.5.1. Tipo de investigación 31 1.5.2. Línea y sublínea del grupo de investigación 31 1.5.3. Hipótesis de la investigación 31 1.5.4. Enfoque de investigación 32 1.5.5. Descripción metodológica 32 1.5.6. Validez de la investigación (interna y externa) 35 1.5.6.1 Validez interna 35 1.5.6.2 Validez externa 36 2. Resultados 37 2.1. Fase 1: Identificar Las Condiciones De Secado De Café Especial 37 2.2. Fase 2: Diseño De Prototipo Del Secador 43 2.2.1 Identificación y Evaluación del potencial energético fototérmico en el lugar de emplazamiento 44 2.2.2 Realizar balances de energía para dimensionar el tamaño de colector solar y capacidad de tambor rotatorio, soplador y motores. 46 2.2.2.1 Dimensionamiento de colector solar 46 2.2.2.2 Cálculos de Paneles solares 48 2.2.2.3 Capacidad del tambor rotatorio: 53 2.2.2.4 Cálculos flujo másico y caudal de aire en el café 54 2.2.2.5 Cálculos de consumo energético de evaporación: 57 2.2.2.6 Cálculos del torque y la potencia del motor 57 2.2.3 Diseño de mecanismo y estructura del prototipo usando el programa SolidWorks. 59 2.2.4 Simulación del prototipo en 3D y análisis del comportamiento térmico y flujo de aire en este programa. 65 2.2.5 Desarrollo de un sistema de control con programación PID para estandarizar el proceso de secado de café mediante una interfaz gráfica y monitoreo de variables en el prototipo. 67 2.2.5.1 Sistema PID con resistencia: 68 2.2.5.2 Cálculos de Sistema PID 69 2.2.6 Diseño de Circuito: 76 2.2.6.1 Primero diseño: 76 2.2.6.2 Diseño final: 77 2.3. Fase 3: Adquisición de equipamiento y construcción 78 2.3.1 Construcción del Prototipo del Secador Rotatorio de Café: 81 2.3.1.1 Etapa 1: Diseño y Fabricación del Tambor 82 2.3.1.2 Etapa 2: Construcción de la Cubierta 82 2.3.1.3 Etapa 3: Ensamblaje del Conjunto 83 2.3.1.4 Etapa 4: Ajuste y Pruebas de Rotación 84 2.3.1.5 Etapa 5: Finalización e Integración del Panel de Control y Sistemas Operativos 85 2.3.1.6 Etapa 6: Prototipo de secador rotatorio terminado 86 2.4. Fase 4: Evaluar el desempeño del prototipo 87 2.4.1 Verificación de Precisión de la Temperatura en el sistema 87 2.4.2 Validación del Flujo de Aire en el Prototipo 89 2.4.3 Evaluación de la función PID en el control de temperatura mediante resistencias 90 2.4.4 Evaluación de revoluciones por minuto en el secado de café 91 2.4.4.1 Cálculos para la evaluación de humedad en el café 92 2.4.5 Manual de uso y mantenimiento. 101 3. Conclusiones 102 4. Recomendaciones 103 Referencias bibliográficas 104 Anexos 108 | es_ES |
dc.format.extent | 110 paginas | |
dc.format.mimetype | application/pdf | es_ES |
dc.language.iso | spa | es_ES |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.title | Prototipo secador rotatorio de café especial alimentado con energía solar, aplicado a una finca cafetera en el municipio Arboleda del corregimiento de Santa Marta-Nariño | es_ES |
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datacite.rights | http://purl.org/coar/access_right/c_16ec | es_ES |
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dc.identifier.instname | Universidad Mariana | es_ES |
dc.identifier.reponame | Repositorio Clara de Asís | es_ES |
dc.publisher.place | Pasto - Nariño | es_ES |
dc.rights.accessrights | info:eu-repo/semantics/restrictedAccess | es_ES |
dc.rights.cc | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional | * |
dc.rights.cc | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional | * |
dc.rights.cc | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional | * |
dc.subject.keywords | Secador rotatorio, Café, Control, Flujo de aire, Temperatura, Humedad, Solar. | es_ES |
dc.subject.keywords | Secador rotatorio | es_ES |
dc.subject.keywords | Café | es_ES |
dc.subject.keywords | Control | es_ES |
dc.subject.keywords | Flujo de aire | es_ES |
dc.subject.keywords | Temperatura | es_ES |
dc.subject.keywords | Humedad | es_ES |
dc.subject.keywords | Solar | es_ES |
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dc.type.spa | Tesis | es_ES |