Diseño e implementación de un prototipo de secador de café automatizado

Abstract

Esta tesis ha tenido como objetivo el diseño y desarrollo de un prototipo de sistema de secado para granos de café el cual conlleva un sistema de control realimentado para el proceso de calefacción estable y con la finalidad de que, los granos de café que ingresan húmedos lleguen a la temperatura deseada tal como se ha realizado en las pruebas logrando una estabilidad de 45 °C en la cámara de secado para un secado uniforme. Se ha realizado el diseño y simulación mecánica del sistema mediante el programa Catia V5, el cual incluyó el dimensionado previo de los componentes eléctricos y electrónicos, las dimensiones del contenedor para 500gr de granos de café y la temperatura y el tiempo de secado para cada tipo de grano de café para cumplir con los estándares de seguridad utilizados en el campo de la automatización resultando el acero inoxidable 304 como material a utilizar para la construcción del prototipo por su excelente resistencia a la corrosión y adicionalmente puede ser soldado utilizando la mayoría de las técnicas de soldadura. Al término del diseño se realizaron los cálculos para validar que el diseño propuesto haya cumplido con los requerimientos establecidos para un correcto funcionamiento tales como tensiones de Von Misses para una temperatura de 55 °C para calcular la resistencia térmica de las tres cámaras: calefacción, secado y de control, Finalmente se procedió a realizar las diferentes pruebas para corroborar el resultado de la simulación y el control realimentado obteniendo un tiempo de secado de 20hrs y logrando el 11% de humedad en los granos secos. Se realizaron cálculos de costo de implementación mecánica, eléctrica y electrónica, así como el presupuesto total del prototipo y, adicionalmente a ello se realizó el cálculo del consumo energético logrando una reducción significativa en el consumo.