Evaluación de un secador solar para granos de cacao (Theobroma Cacao L).
107 p.
- Autores:
-
Bohorquez Peña, Maryli Jessenia
Garzón Alonso, Kevin Esteban
- Tipo de recurso:
- Fecha de publicación:
- 2021
- Institución:
- Universidad del Tolima
- Repositorio:
- RIUT: Repositorio U. Tolima
- Idioma:
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- Acceso en línea:
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- Palabra clave:
- dinámica de fluidos
cinética
cacao
- Rights
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Bohorquez Peña, Maryli Jessenia99a488f1-d029-47e1-9f19-5da8cff2335c-1Garzón Alonso, Kevin Esteban8c8f30f9-90eb-4f7d-960b-2df3f01c8c96-1Ibagué, Tolima, Colombia2022-11-08T14:30:31Z2022-11-08T14:30:31Z2021107 p.La operación de secado de granos de cacao es una etapa crítica en la postcosecha con el fin de obtener chocolate de alta calidad. Durante ésta, se debe garantizar que los compuestos precursores del sabor y aroma se conserven hasta la etapa de tueste, asegurando la inocuidad del producto. A través de un abordaje teórico y experimental, esta investigación evaluó el desempeño térmico y fluidodinámico de un secador solar para granos de cacao (Theobroma cacao L) acoplado a diferentes sistemas de almacenamiento térmico: depósito de agua en garrafas PET, depósito de parafina, piedras volcánicas y resistencia eléctrica. El sistema sin acoples fue simulado mediante un análisis en CFD evaluando parámetros de flujo y distribución de temperatura. La cinética de secado de los granos de cacao fue evaluada en condiciones de laboratorio a temperaturas controladas de 30, 40, 50 y 60 °C. La velocidad de secado aumentó con el incremento de temperatura; obteniendo valores de difusividad efectiva entre 1,0504 x10- 11 m2 /s y 3,1749 x10-11 m2 /s, energía de activación de 30,187 KJ/mol y factor de Arrhenius de 1,578 x10-6 m2 /s. El sistema auxiliar con parafina y la resistencia eléctrica contribuyeron a mantener la inercia térmica del secador durante las noches, registrando temperaturas entre 5 y 11 oC por encima de la temperatura ambiente exterior. Los resultados del análisis en CFD muestran que regiones de flujo con bajas fuerzas de empuje y flujo estancado dan condiciones adversas para el progreso del secado. Para promover un mejor flujo de aire al interior del equipo, se simula la incorporación de un ducto central de efecto chimenea para la salida del aire húmedo, junto con una modificación en la inclinación del colector. Estas modificaciones logran mejorar la homogeneidad del flujo de aire al interior del secador. Palabras clave: Prototipo; cinética de secado; almacenamiento térmico; dinámica de fluido computacional.To obtain high quality chocolate, the cocoa bean drying operation is a critical stage in the post-harvest process. During this, it must be guaranteed that the flavor and aroma precursor compounds are preserved until the roasting stage, assuring the safety of the product. Through a theoretical and experimental approach, this research evaluated the thermal and fluid dynamic behavior of a solar dryer for cocoa beans (Theobroma cacao L) using different thermal storage systems: plastic bottles (PET) filled with water, a paraffin deposit, volcanic stones, and an electrical resistance. The system without a thermal storage was simulated by a Computational Fluid Dynamics (CFD) that evaluate the flow parameters and temperature distribution. The drying kinetics of the cocoa beans were evaluated under laboratory conditions at controlled temperatures of 30, 40, 50 and 60 ° C. As a result, the drying speed increases with the increase of temperature, getting values of effective diffusivity between 1.0504 x10-11 m2/s and 3.1749 x10-11 m2/s, Activation Energy of 30.187 KJ/ mol and Arrhenius factor of 1.578 x10-6 m2/s. The thermal storage systems that contributed most to maintain the thermal inertia of the dryer during the nights were the paraffin deposit and the electrical resistance, registering temperatures between 5 and 11 oC above the external temperature. Results of the CFD analysis show that flow regions with low thrust forces and stagnant flow give adverse conditions for drying progress. To promote better air flow inside the solar dryer a central chimney-effect duct for the exit of humid was added, along with a modification in the inclination of the collector. The proposed modifications can improve the homogeneity of the air flow inside the dryer. Keywords: Prototype; drying kinetics; thermal storage; computational fluid dynamics (CFD)Trabajo de grado Laureadoapplication/pdfhttps://repository.ut.edu.co/handle/001/3628spaUniversidad del Tolima(CO COL 170)Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.es#http://purl.org/coar/access_right/c_abf2dinámica de fluidoscinéticacacaoFacultad de Ingeniería Agronómica - Ingeniería AgroindustrialRamírez Jaramillo, Melanie Teresa - DirectorBustos Vanegas, Jaime Daniel - CodirectorPregradoIngeniero AgroindustrialEvaluación de un secador solar para granos de cacao (Theobroma Cacao L).Trabajo de grado - PregradoTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/coar/version/c_71e4c1898caa6e32http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fPublicationORIGINALRIUT-2021-Evaluación de un secador solar para granos de cacao (Theobroma Cacao L).pdfRIUT-2021-Evaluación de un secador solar para granos de cacao (Theobroma Cacao L).pdfapplication/pdf4295294https://repository.ut.edu.co/bitstreams/16e0356b-9da7-4e9a-ac52-415aefc3a220/downloade3277a13db541c589aeefff6b73e34f6MD51CC-LICENSElicense_urllicense_urltext/plain; charset=utf-849https://repository.ut.edu.co/bitstreams/cab23792-1688-4796-a9d5-aeda683a0e68/download4afdbb8c545fd630ea7db775da747b2fMD52license_textlicense_texttext/html; charset=utf-80https://repository.ut.edu.co/bitstreams/6e703d10-bba0-4f6e-b5b4-3b0f447a9130/downloadd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD53license_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-80https://repository.ut.edu.co/bitstreams/4db12e06-3ff3-4c60-be34-e0d7580e3c7a/downloadd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD54LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-8227https://repository.ut.edu.co/bitstreams/1d1fb100-8e5a-43aa-b01d-449c99661436/download127f1942dfbe07f43e8227b660620c70MD55TEXTRIUT-2021-Evaluación de un secador solar para granos de cacao (Theobroma Cacao L).pdf.txtRIUT-2021-Evaluación de un secador solar para granos de cacao (Theobroma Cacao L).pdf.txtExtracted texttext/plain103162https://repository.ut.edu.co/bitstreams/65772bfe-4fe3-49a6-b946-5909a2d28320/download6ce544b7cdaeecd3e493ef744bc1250cMD56THUMBNAILRIUT-2021-Evaluación de un secador solar para granos de cacao (Theobroma Cacao L).pdf.jpgRIUT-2021-Evaluación de un secador solar para granos de cacao (Theobroma Cacao L).pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg8125https://repository.ut.edu.co/bitstreams/63236cb2-e6c4-49e1-a8ad-ddf4000b394f/download9d20640d848471bcb6d1f40a49629d51MD57001/3628oai:repository.ut.edu.co:001/36282023-03-24 17:49:07.763https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.es#Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttps://repository.ut.edu.coRepositorio Institucional - Universidad del Tolimasoporte@metabiblioteca.comQ3JlYXRpdmUgQ29tbW9ucyAtIExpY2VuY2lhIGRlIFJlY29ub2NpbWllbnRvIC0gTm9Db21lcmNpYWwgKGJ5LW5jKSA6IFNlIHBlcm1pdGUgbGEgZ2VuZXJhY2nDs24gZGUgb2JyYXMgZGVyaXZhZGFzIHNpZW1wcmUgcXVlIG5vIHNlIGhhZ2EgdW4gdXNvIGNvbWVyY2lhbC4gVGFtcG9jbyBzZSBwdWVkZSB1dGlsaXphciBsYSBvYnJhIG9yaWdpbmFsIGNvbiBmaW5hbGlkYWRlcyBjb21lcmNpYWxlcy4= |