Diseño y construcción de un sistema híbrido de calentamiento de aire por combustión de biomasa y radiación solar para secado de yuca (Manihot Esculenta) en la Universidad de Córdoba

Se diseñó, construyó y valido un sistema hibrido de calentamiento de aire por combustión de biomasa y radiación solar para el secado de productos agrícolas a pequeña escala, el cual consta de un ventilador centrífugo, dos colectores solares, un quemador de combustible sólido y un secador. Para llevar a cabo las pruebas del equipo, se realizó el secado de 5 kg de Yuca variedad Venezolana en tres modos de operación: solar, híbrido y combustión de biomasa. Esta fase experimental se llevó a cabo en la Universidad de Córdoba, Colombia entre los meses de mayo y junio. Para las pruebas en modo solar se estableció una temperatura óptima de secado de 50 °C, el equipo estuvo conformado por un ventilador centrífugo, dos colectores solares y el secador en donde se encontraba la Yuca partida en trozos. Los colectores solares fueron dispuestos en serie y acoplados por medio de una tubería de PVC. Cada colector contó con 50 latas de aluminio ubicadas en forma escalonada, rellenas de parafina, la cual es un material de cambio de fase (PCM por sus siglas en Ingles) que debido a sus propiedades térmicas absorbió la mayor cantidad posible de energía proveniente de la radiación solar durante el día y la liberó en horas de la tarde en donde la radiación solar era baja. El aire de secado fue generado por un ventilador centrífugo YDK 300-6D con un flujo de aire máximo de 3200 m3. h-1 y una potencia de ¾ hp y al pasar a través de los colectores solares aumentó su temperatura hasta unos 52°C aproximadamente. Para el secado de la Yuca en los modos híbridos y combustión de biomasa, al equipo en modo solar se le agregó otro componente, el quemador de cascarilla de arroz. Dicho quemador fue acoplado entre el segundo colector y el secador, además contaba con un intercambiador de calor de flujo cruzado por el cual circulaba el aire de secado proveniente de los colectores. Para estos modos de operación la temperatura de secado establecida fue de 70 °C, alcanzando temperaturas promedios en el interior del secador de 57 °C para el modo híbrido y 52 °C para el modo combustión de biomasa. Los resultados obtenidos en la fase experimental mostraron que la velocidad de secado para el modo solar fue de 0.147 kg de agua.h-1 con eficiencias para los colectores del 43,91%, mientras que para el modo híbrido y de combustión de biomasa fueron de 0.170 y 0.169 kg de agua.h-1 respectivamente con eficiencias del 36,72% y 28,18% respectivamente. También, se tuvo que el menor tiempo de secado se consiguió cuando el equipo operó en modo híbrido (16 h 45 min) seguido por el modo combustión de biomasa (16 h 50 min) y el modo solar (19 h 15 min). Sin embargo, la Yuca que presentó mejor textura y menos suciedad en su superficie después del secado fue la obtenida en modo solar seguido por el modo híbrido y combustión de biomasa. Con el diseño y construcción de este sistema híbrido de calentamiento de aire, se aportó un nuevo dispositivo para el secado de productos agrícolas empleando fuentes de energías renovables que contribuyen con la disminución de la contaminación ambiental en la región. También se tecnificó un proceso que se realiza a nivel industrial con el fin de que pequeños y medianos grupos agricultores del departamento de Córdoba que se encargan de cosechar, secar y distribuir cultivos para su comercialización realicen el secado de sus productos de una forma más técnica que la comúnmente realizada en las zonas rurales del departamento (secado a aire abierto).

• Autores: Martínez Padilla, Keimer Alonso; Miranda Lugo, Pedro José
• Tipo de recurso: Trabajo de grado de pregrado
• Fecha de publicación: 2018
• Institución: Universidad de Córdoba
• Repositorio: Repositorio Institucional Unicórdoba
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unicordoba.edu.co:ucordoba/701
• Acceso en línea: https://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/701
• Palabra clave: Secado, material de cambio de fase PCM, velocidad de secado, tiempo de secado, sistema híbrido, horas solares
• Rights: openAccess
• License: Copyright Universidad de Córdoba, 2020