Modelado y validación de un prototipo de hidrociclón para la extracción de almidón

En Colombia un alto porcentaje de papa no es vendida como producto de consumo humano y es denominada papa de descarte. Parte de la papa de descarte está en buen estado, pero no pasa los estándares de calidad de los distribuidores por lo que no se cosecha o se utiliza como alimento para el ganado. Ot...

Full description

Autores:
Salgado Manrique, Juan Sebastián
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2020
Institución:
Universidad de los Andes
Repositorio:
Séneca: repositorio Uniandes
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/49221
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/1992/49221
Palabra clave:
Hidrociclones
Almidón de papa
Ingeniería
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description En Colombia un alto porcentaje de papa no es vendida como producto de consumo humano y es denominada papa de descarte. Parte de la papa de descarte está en buen estado, pero no pasa los estándares de calidad de los distribuidores por lo que no se cosecha o se utiliza como alimento para el ganado. Otros países utilizan parte de la papa de descarte para obtener almidón y vender productos. Por otro lado, en Colombia no se produce almidón de papa por lo que este material debe ser importado para satisfacer las necesidades del mercado interno. Es por lo anterior que este proyecto continuó el desarrollo del prototipo para la extracción de almidón a partir de la papa de descarte. El proyecto se realizó para el convenio con COAGROUNIÓN, la comunidad sin ánimo de lucro escogida como aliada. Este proyecto se enfoca en la separación el cual es un componente de cuatro del sistema de extracción. Para la continuación del desarrollo de este sistema de separación, se realizaron simulaciones en el software ANSYS R3 2019 para modelar y validar el hidrociclón propuesto por el grupo de investigación con parámetros calibrados a partir de datos experimentales. Para la validación del modelo se utilizó un artículo en cual se simuló la separación de partículas de almidón de achira. Primero, se realizó una reconstrucción 3D del interior del hidrociclón del artículo de achira y del prototipo de hidrociclón. Luego, se simuló la física del hidrociclón en estado estacionario y transitorio utilizando la configuración y parámetros del artículo, obteniendo la mayor convergencia en estado estacionario con el modelo de turbulencia k-eRNG. Tanto en la animación generada por el módulo de particle tracking, como comparando los resultados de eficiencia y caída de presión con los del artículo, se concluye que la simulación no fue exitosa. La simulación no logró describir la física del remolino característico del hidrociclón, lo cual resulta en que las partículas no se separen de manera esperada
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Por otro lado, en Colombia no se produce almidón de papa por lo que este material debe ser importado para satisfacer las necesidades del mercado interno. Es por lo anterior que este proyecto continuó el desarrollo del prototipo para la extracción de almidón a partir de la papa de descarte. El proyecto se realizó para el convenio con COAGROUNIÓN, la comunidad sin ánimo de lucro escogida como aliada. Este proyecto se enfoca en la separación el cual es un componente de cuatro del sistema de extracción. Para la continuación del desarrollo de este sistema de separación, se realizaron simulaciones en el software ANSYS R3 2019 para modelar y validar el hidrociclón propuesto por el grupo de investigación con parámetros calibrados a partir de datos experimentales. Para la validación del modelo se utilizó un artículo en cual se simuló la separación de partículas de almidón de achira. Primero, se realizó una reconstrucción 3D del interior del hidrociclón del artículo de achira y del prototipo de hidrociclón. Luego, se simuló la física del hidrociclón en estado estacionario y transitorio utilizando la configuración y parámetros del artículo, obteniendo la mayor convergencia en estado estacionario con el modelo de turbulencia k-eRNG. Tanto en la animación generada por el módulo de particle tracking, como comparando los resultados de eficiencia y caída de presión con los del artículo, se concluye que la simulación no fue exitosa. La simulación no logró describir la física del remolino característico del hidrociclón, lo cual resulta en que las partículas no se separen de manera esperadaIn Colombia, a high percentage of potato is not sold as a product for human consumption and is called discarded potato. Part of the discarded potato is in good condition, but it does not meet the quality standards of the distributors, so it ends up not being harvested or used as livestock feed. Other countries use part of the discarded potatoes to obtain starch and sell products. On the other hand, potato starch is not produced in Colombia, so this material must be imported to satisfy the needs of the local market. It is for this reason that this project continued the development of the prototype for the extraction of starch from the discarded potatoes. The project was carried out for the alliance with COAGROUNIÓN, the non-profit community. This project focuses on the separation, which is one of the four components of the extraction system. For the continuation of the development of this separation system, simulations were carried out in the ANSYS R3 2019 software to model and validate the hydrocyclone suggested by the research group with parameters calibrated from experimental data. For the validation of the model an article was reviewed in which they performed a simulation of the separation of achira starch particles. First, a 3D reconstruction of the interior of the hydrocyclone of the achira article and the hydrocyclone prototype was performed. Then, the physics of the hydrocyclone in steady and transient state were simulated using the configuration and parameters of the article, obtaining the highest convergence in steady state with the k-eRNG turbulence model. When evaluating the animation generated by the particle tracking module and comparing the efficiency and pressure drop results with those of the article, it is concluded that the simulation was not successful and inaccurate. The simulation failed to describe the physics of the hydrocyclone's characteristic swirl dominated flow, which results in particles not being separated as expectedIngeniero MecánicoPregrado12 hojasapplication/pdfspaUniandesIngeniería MecánicaFacultad de IngenieríaDepartamento de Ingeniería Mecánicainstname:Universidad de los Andesreponame:Repositorio Institucional SénecaModelado y validación de un prototipo de hidrociclón para la extracción de almidónTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Texthttp://purl.org/redcol/resource_type/TPHidrociclonesAlmidón de papaIngenieríaPublicationTEXTu833981.pdf.txtu833981.pdf.txtExtracted texttext/plain23387https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/d64717cf-ee01-4e7f-889e-5932a34fe41b/download196a8c570e218789f66ad69305674b0eMD54THUMBNAILu833981.pdf.jpgu833981.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg22145https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/f6578547-ff09-488b-bd5c-306af8bb9399/download77e422a45d7016ce030975a8be348922MD55ORIGINALu833981.pdfapplication/pdf411260https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/6470dd3f-f002-48a3-8bf5-d74e263b1617/downloadd3bf78c8b11d1423e13a1fb0fe1153fdMD511992/49221oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/492212023-10-10 19:27:31.479https://repositorio.uniandes.edu.co/static/pdf/aceptacion_uso_es.pdfopen.accesshttps://repositorio.uniandes.edu.coRepositorio institucional Sénecaadminrepositorio@uniandes.edu.co