Diseño de un colector solar de aire para un secador de café, en la finca "Santa Ana" en el municipio de Floridablanca
Para el aprovechamiento de la energía de la luz solar, se tienen dos tecnologías, la solar fotovoltaica, y la solar térmica, esta ultima la que nos interesa para el desarrollo de este proyecto, ha sido explotada por el ser humano desde tiempos inmemorables, pues habla acerca del aprovechamiento de l...
- Autores:
-
Rodríguez Moreno, Henry Mauricio
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2010
- Institución:
- Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
- Repositorio:
- Repositorio UNAB
- Idioma:
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- Acceso en línea:
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- Palabra clave:
- Solar air collector
Coffee dryer
Design
Automatic control
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Solar energy
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Para el aprovechamiento de la energía de la luz solar, se tienen dos tecnologías, la solar fotovoltaica, y la solar térmica, esta ultima la que nos interesa para el desarrollo de este proyecto, ha sido explotada por el ser humano desde tiempos inmemorables, pues habla acerca del aprovechamiento de la energía térmica de la luz solar para diferentes procesos, desde simplemente tender ropas a la exposición directa del sol para el secado, o en el uso de dispositivos colectores que captan y aprovechan esta energía de una manera más eficiente. Los principales usos de esta tecnología se pueden ver en el aprovisionamiento de agua caliente para calefacción de uso sanitario, también en colectores secadores, donde el colector calienta aire que entra en contacto con el material a secar y por procesos de transferencias de masa el aire seco extrae la humedad hasta el punto deseado, de esta manera se pretende profundizar en los aspectos teóricos relevantes en al Secado solar. Esta tecnología termosolar es también usada en la generación de energía eléctrica, donde paneles concentradores calientan un fluido de excelentes propiedades térmicas para realizar ciclos de generación eléctrica, aunque el uso de estos colectores para generación eléctrica es aún incipiente, en los últimos años se han presentado grandes proyectos que están siendo ejecutados en países desarrollados, se mostrara un estudio del estado del arte de aplicaciones solares térmicas. |
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Los principales usos de esta tecnología se pueden ver en el aprovisionamiento de agua caliente para calefacción de uso sanitario, también en colectores secadores, donde el colector calienta aire que entra en contacto con el material a secar y por procesos de transferencias de masa el aire seco extrae la humedad hasta el punto deseado, de esta manera se pretende profundizar en los aspectos teóricos relevantes en al Secado solar. Esta tecnología termosolar es también usada en la generación de energía eléctrica, donde paneles concentradores calientan un fluido de excelentes propiedades térmicas para realizar ciclos de generación eléctrica, aunque el uso de estos colectores para generación eléctrica es aún incipiente, en los últimos años se han presentado grandes proyectos que están siendo ejecutados en países desarrollados, se mostrara un estudio del estado del arte de aplicaciones solares térmicas.INTRODUCCIÓN 17 1. FUNDAMENTOS TÉCNICOS 19 1.1 BENEFICIO DEL CAFE 19 1.1.1 Recepción 19 1.1.2 Despulpado 19 1.1.3 Fermentación 22 1.1.4 Lavado 22 1.1.5 Oreado 23 1.1.6 Secado 24 1.1.7 Control de Calidad 25 1.1.8 Trillada 25 1.1.9 Clasificación para almacenaje 25 1.1.10 Empaque y Transporte 26 1.1.7 El Tostado 26 1.2 SECADO DEL CAFÉ 27 1.2.1 Secado de Café, Método Mecánico 28 1.2.2 Secador Solar 33 1.3 EL PROCESO DE SECADO 36 1.3.1 Procesos de Secado Al cometer un sólido a un proceso de secado, normalmente ocurren dos subprocesos 37 1.3.2 Factores que Intervienen en el secado 39 1.3.3 Clasificación para los secadores 40 1.4 COLECTORES SOLARES DE AIRE 41 1.4.1 Componentes Sistemas de Secado Solar 43 1.4 FUNDAMENTOS TEORICOS DEL COLECTOR SOLAR DE AIRE 45 1.4.1 Distribución de la Temperatura en La Aleta-Placa y Eficiencia de la Aleta- Placa 49 1.4.2 Distribución de la Temperatura en la Aleta-Aleta y Eficiencia de la Aleta- Aleta 59 1.4.3 Eficiencia Total de la Placa Absorbente y de las Aletas 63 1.4.4 Variación de la Temperatura del fluido en la Dirección del Flujo 64 1.4.5 Temperatura Media del Fluido 68 1.4.6 Rendimiento Global del Colector 69 2. PARAMETROS DE DISEÑO DEL COLECTOR SOLAR PARA LA FINCA SANTA ANA 70 2.1 FINCA SANTA ANA 70 2.2 METEOROLOGÍA 72 2.2.1 Anemómetro 72 2.2.2 Actinógrafo o Piranógrafo 73 2.2.3 Heliógrafo 74 2.2.4 Psicrómatro 75 2.2.5 Pluviómetro 76 2,3 RADIACIÓN SOLAR 77 2.4 RADIACIÓN SOLAR INCIDENTE SOBRE EL COLECTOR FINCA SANTA ANA 85 2.5 RADIACION SOLAR TOTAL QUE ABSORBE EL COLECTOR SOLAR PARA LA FINCA SANTA ANA 91 3. DIMENCIONAMIENTO DEL COLECTOR DE AIRE 100 3.1 DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES DEL COLECTOR DE AIRE 100 3.1.1 Cubierta de Vidrio 100 3.1.2 Placa Absorbente 102 3.1.2.1 La Conductividad Térmica o Transmitancia 102 3.1.2.2 Emisividad 103 3.1.3 Aletas 104 3.1.4 Aislante 104 3.2 DETERMINACIÓN DE LAS VARIABLES DEL COLECTOR 104 4. ANÁLISIS DEL PROCESO DE SECADO 116 5. DISEÑO DEL CONJUNTO 121 5.1 COLECTOR 121 5.2 SILO-SECADOR CENICAFE 130 6. COSTOS DE INVERSIÓN 131 CONCLUSIONES 133 BIBLIOGRAFÍA 134 ANEXOS 135PregradoTo harness energy from sunlight, there are two technologies, solar photovoltaic, and solar thermal, the latter which interests us for the development of this project, has been exploited by humans since time immemorial, as it talks about the use of thermal energy from sunlight for different processes, from simply hanging clothes to direct sun exposure for drying, or to the use of collecting devices that capture and use this energy in a more efficient way. The main uses of this technology can be seen in the supply of hot water for heating for sanitary use, also in collector dryers, where the collector heats air that comes into contact with the material to dry and by mass transfer processes the dry air extracts the humidity to the point desired, in this way it is intended to delve into the relevant theoretical aspects of solar drying. This solar thermal technology is also used in the generation of electrical energy, where concentrator panels heat a fluid with excellent thermal properties to carry out electrical generation cycles, although the use of these collectors for electrical generation is still incipient, in recent years they have been presented large projects that are being executed in developed countries, a study of the state of the art of solar thermal applications will be shown.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Diseño de un colector solar de aire para un secador de café, en la finca "Santa Ana" en el municipio de FloridablancaDesign of a solar air collector for a coffee dryer, on the "Santa Ana" farm in the municipality of FloridablancaIngeniero MecatrónicoUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería Mecatrónicainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPSolar air collectorCoffee dryerDesignAutomatic controlAutomationQuality controlSolar energyMecatrónicaControl automáticoAutomatizaciónControl de calidadEnergía solarColector solar de aireSecador de caféDiseñoEL CULTIVO DEL CAFÉ, Manual Práctico, Cuarta Edición, numero 135, Toa, 1999.El Secado, KNEULE, Friedrich; Escuela Técnica Superior de Múnich; traducido por Chueca, E.; Ediciones URMO, España 1966.ESTIMACIÓN DE LA RADIACIÓN SOLAR; ENERGIA, sus Perspectivas, su Conversión y Utilizaciones en Colombia, Empresa de Energía de Bogotá, S.A. E.S.P.; TM Editores, Energía Solar Térmica.INCROPERA, Frank; DEWITT, David; Fundamentos de Transferencia de Calor, Cuarta Edición, Pearson Educación, Prentice Hall, México, 1999.ROMERO-Ruiz, Coromoto; CONTRERAS-Pérez, Pablo; Diseño de un Colector Solar de Aire para Un Secador de Café: Universidad Nacional Experimental del Táchira, 1983.Centro de Investigaciones del Café; CENICAFE, en la web: http://Cenicafe.orqg.co.Unidad de Planeación Minero Energética, UPME, en la Web: http://www.upme.qov.co.Portal de Energías Renovables, SITIO SOLAR, en la Web: http://www.sitiosolar.com.Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales; IDEAM, en la Web: http://www.ideam.gov.co.ORIGINAL2010_Tesis_Henry_Rodriguez.pdf2010_Tesis_Henry_Rodriguez.pdfTesisapplication/pdf30562378https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/26724/1/2010_Tesis_Henry_Rodriguez.pdfab6825256ceccf3e0e8dd299e1ac8e1eMD51open accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-8829https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/26724/2/license.txt3755c0cfdb77e29f2b9125d7a45dd316MD52open accessTHUMBNAIL2010_Tesis_Henry_Rodriguez.pdf.jpg2010_Tesis_Henry_Rodriguez.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6804https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/26724/3/2010_Tesis_Henry_Rodriguez.pdf.jpg3b85b3c7d489bd5b4828bbc2c37ec34cMD53open access20.500.12749/26724oai:repository.unab.edu.co:20.500.12749/267242024-09-24 22:02:01.261open accessRepositorio Institucional | Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABrepositorio@unab.edu.coRUwoTE9TKSBBVVRPUihFUyksIG1hbmlmaWVzdGEobWFuaWZlc3RhbW9zKSBxdWUgbGEgb2JyYSBvYmpldG8gZGUgbGEgcHJlc2VudGUgYXV0b3JpemFjacOzbiBlcyBvcmlnaW5hbCB5IGxhIHJlYWxpesOzIHNpbiB2aW9sYXIgbyB1c3VycGFyIGRlcmVjaG9zIGRlIGF1dG9yIGRlIHRlcmNlcm9zLCBwb3IgbG8gdGFudG8sIGxhIG9icmEgZXMgZGUgZXhjbHVzaXZhIGF1dG9yw61hIHkgdGllbmUgbGEgdGl0dWxhcmlkYWQgc29icmUgbGEgbWlzbWEuCgpFbiBjYXNvIGRlIHByZXNlbnRhcnNlIGN1YWxxdWllciByZWNsYW1hY2nDs24gbyBhY2Npw7NuIHBvciBwYXJ0ZSBkZSB1biB0ZXJjZXJvIGVuIGN1YW50byBhIGxvcyBkZXJlY2hvcyBkZSBhdXRvciBzb2JyZSBsYSBvYnJhIGVuIGN1ZXN0acOzbi4gRWwgQVVUT1IgYXN1bWlyw6EgdG9kYSBsYSByZXNwb25zYWJpbGlkYWQsIHkgc2FsZHLDoSBlbiBkZWZlbnNhIGRlIGxvcyBkZXJlY2hvcyBhcXXDrSBhdXRvcml6YWRvcywgcGFyYSB0b2RvcyBsb3MgZWZlY3RvcyBsYSBVTkFCIGFjdMO6YSBjb21vIHVuIHRlcmNlcm8gZGUgYnVlbmEgZmUuCgpFbCBBVVRPUiBhdXRvcml6YSBhIGxhIFVuaXZlcnNpZGFkIEF1dMOzbm9tYSBkZSBCdWNhcmFtYW5nYSBwYXJhIHF1ZSBlbiBsb3MgdMOpcm1pbm9zIGVzdGFibGVjaWRvcyBlbiBsYSBMZXkgMjMgZGUgMTk4MiwgTGV5IDQ0IGRlIDE5OTMsIERlY2lzacOzbiBBbmRpbmEgMzUxIGRlIDE5OTMgeSBkZW3DoXMgbm9ybWFzIGdlbmVyYWxlcyBzb2JyZSBsYSBtYXRlcmlhLCB1dGlsaWNlIGxhIG9icmEgb2JqZXRvIGRlIGxhIHByZXNlbnRlIGF1dG9yaXphY2nDs24uCg== |