En este proyecto se realizará un estudio comparativo entre diferentes tecnologías utilizadas en el secado del café pergamino, basado en la generación de gases de efecto invernadero, huella de carbono y costo del secado del café, analizando así los beneficios ambientales y económicos que genera la implementación. Secador de café de tambor rotatorio mediante deshumidificación con bomba de calor y compresor tipo Inverter. Se estudiará la forma de realizar la modificación, adaptación e implementación del sistema de control de los compresores tipo Inverter, logrando en el proceso una optimización del control de las variables de temperatura y humedad. , mejorando la calidad del café pergamino. El proyecto también pretende diseñar planes prototipo para su posterior producción y puesta en marcha, así como actualizar el estado de las distintas tecnologías utilizadas en el secado del café.
INTRODUCCIÓN
Formulación del Problema
Objetivos
- Objetivos Generales
- Objetivos Específicos
Justificación
La razón por la cual se utilizó un compresor tipo inverter es porque permite aumentar la eficiencia energética del sistema de secado, mejorando así los tiempos de secado y sabiendo que un buen secado del café brinda un mayor beneficio económico al usuario, ya que el producto seco tiene poco o ningún deterioro si se almacena bien y conserva los sabores y aromas deseados. Además, durante el proceso de secado del café pergamino no se producen emisiones de gases de efecto invernadero ni huella de carbono.
MARCO TEÓRICO
Historia del Café en Colombia
Beneficios del consumo de café
En un estudio de 72.284 personas en Italia, se observó que la incidencia de asma disminuía en un 28% si bebían tres o más tazas al día. Además de cafeína, el café contiene una cetona que tiene un efecto beneficioso sobre el cerebro. Su consumo diario hace que el cerebro esté más atento y capaz de realizar sus actividades intelectuales. También reduce la incidencia de apatía y depresión y mejora la memoria, la atención y la concentración;
De la Planta a la Taza
- El fruto
- La Cosecha
- Procesamiento
- Control Calidad
La homogeneidad exacta del café se lograría a través del proceso de cosecha, sin embargo esto significaría una mayor inversión en un proceso que ya representa el 60% del costo total de la cosecha (Federación Nacional de Cafeteros de Colombia, 2013). Secado: El secado del café consiste en la extracción parcial o total del agua presente en el interior de los granos, mediante la evaporación del agua en el aire.
Secado de café en Colombia
Por lo tanto, este método es el más utilizado por los pequeños productores en Colombia, la federación nacional de productores de café y el centro nacional de investigación del café (Cenicafé), en su interés de garantizar la calidad del grano, ponen a disposición de los productores de café métodos para la medición de la humedad. contenido. Lo que podría llevar a la comercialización del café fuera de los rangos establecidos por la FNC.
Equipos de secado de café
- Secador solar de túnel
- Secador solar parabólico
- Secador por lecho fluidizado
- Secador mecánico de capa fija
- Secador Mecánico de Capa Móvil
- Secador de café vertical de dos pisos
- Secador rotativo
- Secadores de última generación
El secado en lecho fluido se ofrece como una alternativa para obtener cafés con contenido de humedad final uniforme y reducir el tiempo de secado. La temperatura del aire de secado debe controlarse mediante un termómetro colocado en la entrada de la cámara de distribución de aire. Los secadores de lecho fijo constan de cuatro elementos principales, los cuales son: sistema de calentamiento de aire, ventilador, cámara de distribución de aire y cámara de secado.
La cámara de secado es un recipiente con fondo de lámina metálica perforada, capaz de soportar el peso del producto húmedo. El producto permanece estático en la cámara de secado mientras se calienta mediante aire impulsado mecánicamente por el ventilador y pasa a través de la capa de producto, reduciendo el contenido de humedad. El secador de café vertical de dos pisos utiliza una cámara de secado y una cámara de presecado en la parte superior.
Es uno de los métodos de secado más innovadores que se ha adaptado a los sistemas de secado de café.
Secado de productos agrícolas
- Teoría del secado
- Curva de secado
Al aumentar la temperatura de secado, la velocidad de secado aumenta y por tanto el tiempo de secado disminuye. Zona A: En la zona en la que la pendiente de la curva aumenta ligeramente y se conoce como periodo inicial o periodo de inducción, aquí comienza el proceso de secado, el producto tiene una temperatura inferior a la del aire que se encuentra a su alrededor y al agua. La presión de vapor sobre la superficie del producto es pobre, por lo que la velocidad de secado también es pobre. Así el producto se calienta y la temperatura de la interfaz aumenta, lo que provoca una adaptación del material a las condiciones de secado.
Este periodo también depende de numerosos factores y su duración será función del contenido de humedad inicial del sólido, la temperatura y la velocidad del aire (Scherer, 1990). Zona C: En la cual la pendiente disminuye con el tiempo y se conoce como período de tasa decreciente, esta zona muestra una disminución en la magnitud de la velocidad de secado en comparación con el período constante.
Trazas de carbono y gases de efecto invernadero
- Trazas de carbono
- Gases de efecto invernadero
- Beneficios en la reducción de las trazas de carbono y los gases de efecto
Por esta razón, la velocidad de secado es igual a la velocidad de evaporación del agua, que a su vez es proporcional al flujo de calor que llega al sólido desde el entorno. A medida que pasa el tiempo, el sólido se seca y llega un momento en el que la velocidad a la que el agua llega a la superficie se vuelve menor que la velocidad de evaporación y es el punto en el que se requiere toda la energía proveniente del aire para evaporar el agua de los alimentos. . Se supone que la evaporación del agua contenida en el material continúa ocurriendo de la misma manera que en el período de velocidad constante, a medida que el contenido de humedad cae por debajo del punto crítico, la fuerza impulsora ejercida por la diferencia de presión de vapor disminuye y esto provoca una reducción en la velocidad de secado, y como resultado, el alimento comienza a absorber calor y aumenta su temperatura, y comienzan a aparecer zonas secas.
Al reducir la velocidad de secado durante este período, el tiempo de deshidratación se extiende significativamente, lo que significa que este fenómeno tiene un efecto importante en el tiempo total de secado (Maupoey et al., 2001). Los gases de efecto invernadero (GEI) son todos compuestos químicos en estado gaseoso que se acumulan en la atmósfera terrestre y son capaces de absorber la radiación infrarroja del sol, aumentando y atrapando el calor en la atmósfera.
Compresor inverter
- Que es un compresor
- Tecnología de compresor inverter
- Funcionamiento y ventajas
- Tipos de compresores en el sistema inverter
- Eficiencia energética de los compresores
Si aumentamos la frecuencia generamos un aumento en la velocidad de rotación del compresor, lo que se traduce en un aumento de la circulación del refrigerante, creando un mayor intercambio de calor. Pero cuando la frecuencia disminuye la velocidad de rotación, el compresor reduce su velocidad y produce una reducción en la circulación del refrigerante, consiguiendo un menor intercambio de calor. En comparación con un sistema estándar, la tecnología inverter permite adaptar el funcionamiento del compresor a la demanda de carga, ofreciendo una mayor eficiencia y reduciendo las pérdidas.
Por ejemplo, cuando las condiciones de temperatura no requieren potencia máxima, el dispositivo inversor hará que la velocidad del compresor caiga por debajo de la velocidad nominal y, al reducir la velocidad de funcionamiento del compresor, también se reduce su velocidad. Uso eficiente de la energía: El compresor regula su velocidad, y por tanto también la potencia suministrada, y se adapta a la demanda en cada momento.
METODOLOGIA
Análisis comparativo entre las tecnologías utilizadas en el secado de café en función
- Secadores solares
- Secadores mecánicos
- Secador con tambor rotatorio usando deshumidificación con bomba de calor y
Esta es la forma más económica y amigable con el medio ambiente de alcanzar y superar los estándares mínimos de calidad del café en Colombia. El secado mecánico del café se utiliza cuando las condiciones ambientales no son favorables para el secado al sol y/o cuando el flujo diario de café es elevado. Cisco como fuente de combustible es el más utilizado hoy en día en las fincas cafetaleras debido a su bajo costo en comparación con el costo del carbón, a pesar de que, por ejemplo, se necesita más cisco por cada 2 kg de arroba de café pergamino seco. , se obtiene la energía equivalente a 1 kg de carbón.
En los datos recolectados durante la visita pudimos determinar cuánto cuesta secar el café pergamino seco de arroba con carbón y con cisca, gracias a la información proporcionada por los cafetaleros y sus unidades compradoras, donde 1 kg de cisca cuesta varían entre 23 y 60 USD, dependiendo del lugar de compra y la demanda del producto, sin tomar en cuenta el transporte hasta el beneficiario. De los datos recopilados anteriormente, podemos concluir que gastamos un promedio de $530 para secar café de arroba con cisco y $1172,5 para secar café de arroba con carbón.
Planos del prototipo secador de café pergamino con tambor rotatorio usando
Esto es lo que sella la canasta para evitar la pérdida de aire presente en el tambor. Condensadores: Nuestro tablero de control tiene instalados varios capacitores electrolíticos los cuales tienen la función de almacenar temporalmente carga eléctrica que será utilizada en el proceso. En la etapa de suministro de energía de nuestro tablero de control, se utilizan capacitores para eliminar la ondulación residual de la conversión de corriente alterna a corriente continua realizada por el circuito rectificador.
Al poner en marcha el tablero de control y mediante mediciones pudimos verificar que los sensores de temperatura instalados en el equipo estén (Ver Figura 34). El tablero de control monitorea el ventilador exterior, el cual debe funcionar durante 10 segundos después de encender el equipo para que se abra la persiana. El cuadro de control de aire acondicionado con el que está trabajando tiene programados varios modos de funcionamiento y su uso depende de las necesidades requeridas.
Después de que la máquina haya estado en modo descongelación por un período de 10 minutos.
Descripcion y planos isometricos
- Caja cámara del serpentin
- Tambor rotativo
- Soporte delantero y trasero
- Puerta de caja del secado
- Salida del aire…
- Serpentin
- plano estructural del secador rotativo
Tarjeta de control de los compresores tipo inverter instalado en un aire acondicionado
- Partes de la tarjeta
- Descripción y operación
