Diseño y construcción de un prototipo de deshidratador de frutas de capacidad de 12 kg. con circulación de aire forzado utilizando resistencias eléctricas

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Title: Diseño y construcción de un prototipo de deshidratador de frutas de capacidad de 12 kg. con circulación de aire forzado utilizando resistencias eléctricas
Authors: Llumiquinga Moromenacho, Paúl Alberto
Suquillo Pulupa, Byron Santiago
Advisor: Ibujés Villacís, Tomás Isaías
Abstract: This paper presents a procedure to build and design a prototype dehydrator with forced hot air circulation that uses electrical resistors, which was applied to the apple slices as raw material. The calculations were performed using experimental formulas of thermodynamics, heat transfer and fluid mechanics, setting the temperature range to be between 50°C to 70 °C to consider for the dehydration of fruits. The chosen analysis parameter of dehydration was set at 65 °C which accommodated for the flow provided by the fan and relative humidity in the air inside of the drying chamber. Using the variables mentioned above we concluded that for a capacity of 12 kg of apple slices, 10 portable trays are needed. As part of the prototype, we implemented a centrifugal fan of 559 CFM and an electrical resistance of 4 kW. The team also included a flow control system of hot air using a thermostat with an on/off switch that maintained the temperature of the operation in the interior of the chamber which ensures better drying. The tests delivered satisfactory data; reaching an initial moisture content of 82.5 % then down to a final moisture content of 20.6 % of the apple slices respectively. The drying time was 3 hours and 30 minutes, with a production of 4.26 kg of dried fruit in an eight hour work day. With it being a prototype, it can be used perfectly by small producers to improve their productivity and participation in the national market, due to the fact that you can dehydrate any type of fruit.
Translated abstract: En este trabajo se presenta un procedimiento para diseñar y construir un prototipo de deshidratador con circulación de aire caliente forzado utilizando resistencias eléctricas, aplicado a las rodajas de manzanas como materia prima. Se realizaron los cálculos mediante fórmulas experimentales de termodinámica, transferencia de calor y mecánica de fluidos, partiendo con un rango de temperatura del (50 a 70 °C) considerado para la deshidratación de frutas. Se escogen como parámetros de análisis la temperatura de deshidratación a 65 °C, el caudal proporcionado por el ventilador y humedad relativa del aire en el interior de la cámara de secado. Mediante las variables antes citadas se obtuvo que para una capacidad de 12 kg de rodajas de manzana se necesitan 10 bandejas portables. Como parte del prototipo se implementó un ventilador centrífugo de 559 CFM y una resistencia eléctrica de 4 kW. Al equipo se le incluyó un sistema de control de flujo de aire caliente utilizando un termostato on/off que permite mantener la temperatura de operación en el interior de la cámara y de esta manera se garantiza un mejor secado. Las pruebas realizadas entregaron datos satisfactorios, alcanzando un contenido de humedad inicial de 82.5 % hasta un contenido de humedad final de 20.6% de las rodajas de manzana respectivamente, a un tiempo de secado de 3 horas con 30 minutos, con una producción 4.26 kg de fruta seca en una jornada de 8 horas diarias. Al ser un prototipo puede ser utilizado perfectamente por pequeños productores para mejorar su productividad y participación en el mercado nacional, debido a que puede deshidratar cualquier tipo de fruta.
Keywords: INGENIERÍA MECÁNICA
DESHIDRATADORAS DE ALIMENTOS
DISEÑO DE MÁQUINAS
RESISTENCIA ELÉCTRICA
VENTILACIÓN
Issue Date: Mar-2015
URI: http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/8726
Language: spa
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