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PLANIFICACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA DE SECADO SOLAR PARA AJÍ
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PLANIFICACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA DE SECADO SOLAR PARA AJÍ

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PLANIFICACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA DE SECADO SOLAR PARA AJÍ
C. Rivasplata UNJBG
XVI SIMPOSIO PERUANO DE ENERGIA SOLAR
Blog: http://solucionessolares.blogspot.com/

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  • 1. Msc. CESAR RIVASPLATA CABANILLAS UNJBG – CERT – Tacna - PERÚ [email_address] PLANIFICACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA DE SECADO SOLAR PARA AJÍ XVI Simposio Peruano de Energía Solar Arequipa 2-6 Nov. 2009
  • 2.  
  • 3. CAPITULO I RESUMEN DEL PROYECTO
  • 4. RESUMEN En el presente trabajo se desarrolla el proceso de planificación, diseño, y análisis de costos unitarios, de una planta de secado para AJÍ, tomando como referencia un módulo de secador solar tipo túnel a ventilación forzada que se ubicará en el Distrito de ITE – Tacna – Perú.
  • 5. LOCALIZACIÓN DE LA PLANTA Esta planta de secado formará parte del Complejo Productivo Agroindustrial del Distrito de Ite, y ha de contribuir en la cimentación de los planes de desarrollo sostenible y de ciudades limpias en esta jurisdicción distrital. ITE ITE
  • 6. VOLUMEN DE PRODUCCIÓN El distrito de Ite cuenta con 900 hectáreas de AJÍ a razón de 11,000 Kg./ Ha
  • 7. EL PROBLEMA El secado tradicional, expuesto directamente en el suelo y al ambiente libre no solo esta sometido a una permanente contaminación, sino también a pérdidas que en muchos casos son mayores al 10% de la producción.
  • 8. Las deficiencias consisten: Baja Calidad del Producto Indicadores de contaminación Pérdidas por depredación de roedores (conejos silvestres), u otros; Grado de coloración no uniforme, Pérdidas de las características organolépticas por resecamiento del producto etc.
  • 9. OBJETIVOS La instalación de una Planta que funcione con “SECADORES SOLARES MIXTOS A CONVECCION FORZADA, MODULARES DEL TIPO TÚNEL” , que operen utilizando en un gran porcentaje la ENERGÍA SOLAR como recurso gratuito, y complementar esta energía libre, bajo la exigencia de una producción continua, con otro tipo de energía (electricidad o GLP).
  • 10. CAPITULO III ANTECEDENTES
  • 11. La alternativa del secado técnico solar, representa una solución práctica a la problemática de la mejora en calidad y pérdidas del ají producido en Ite, habiéndose desarrollado diversos modelos de secadores.
  • 12.  
  • 13.  
  • 14.  
  • 15.  
  • 16. ÉPOCA DE COSECHA Las cosechas de ají, se producen durante los meses de Febrero, Marzo, Abril, Mayo, Junio y Julio. Estos tres últimos meses se caracterizan por una disminución de la radiación solar, con días nublados y una persistente llovizna o garúa, pero con algunas horas de sol durante el día, lo que ocasiona que el ají sea trasladado a lugares lejanos, junto a las laderas de cerros o en lugares inclinados.
  • 17. CONSECUENCIAS Ocasiona un Bajo Rendimiento Maltrato del producto Gastos de Transporte Mayor numero de días de secado
  • 18. CARACTERÍSTICAS DEL PRODUCTO FINAL El ají seco es un producto intermedio que se emplea como materia prima en la industria del pimentón o páprika, el ají molido y a la oleorresina de pimentón.
  • 19. La humedad obtenida del producto final es de aproximadamente 12-20% El producto final (AJÍ SECO) tiene un rendimiento de 5:1
  • 20. CARACTERISTICAS DEL PRODUCTO
    • En estado fresco: Cuando se cosecha: 80-85% de humedad.
    • Se seca sobre el suelo en capas de 5-6 kg/m2.
    • Numero de dias 10-15 dias de Dic-Marz
    • De Abril a Junio 20-30 dias
    • Perdidas: entre 15-25 % ,
  • 21. Características del secado
    • Durante las primeras 6 horas el contenido de humedad disminuye de 3.99 a 3.55 (base seca)
    • Ejm para una carga de 330 kg se eliminan 4.8 de agua /hora
    • La humedad relativa del aire aumenta en 10% a 15%
    • Las condiciones del aire son T=20ºc
    • Hr= 55%, Tf 35ºC, Hf 65%
  • 22.
    • Remover 4.8 kg de vapor requiere317.10 kg de aire seco. Con un caudal de 0.08 m3/s
    • Velocidad promedio del aire:0.14 m/s
    • La eficiencia del secador es de 0.58 kg de agua/m2dia
    • Tiempo de secado de 6-9 dias (Enero-marzo) y de 14-18 días abril - junio
  • 23. Reducción de mermas
    • Reducción de mermas del 20% al 5%
    • El ají se seca desde el 80% al 15%
    • Así por cada tonelada de ají fresco se obtiene 236 kg de ají seco.
    • Considerando 5% de perdidas se obtiene 224 kg y con el 20% solo 189 kg.
  • 24. CAPITULO IV INGENIERÍA DEL PROYECTO
  • 25. PROCESO DE DISEÑO PARA EL SECADO SOLAR DE AJI
  • 26.  
  • 27. DIAGRAMA DE BLOQUES DE SIMULACIÓN COMPUTARIZADA DE UN SISTEMA SOLAR TÉRMICO
  • 28. INICIO INGRESAR DATA METEREOLÓGICA CALCULAR RADIACIÓN ABSORBIDA CALCULAR ENERGÍA ÚTIL Q u CALCULAR DEMANDA ENERGÍA REMOVER REQUERIMIENTO DESDE EL ALMACENAMIENTO AYUDA DE ELEMENTO AUXILIAR PARA CUBRIR DEFICIT CALCULAR EL COSTO ANUAL DEL CALENTAMIENTO SOLAR (Cse = costo anual / Energía anual entregada) FIN Completar cálculos para 8760 hr Puede una unidad de EIS abastecer demanda CALCULAR RAD. DIFUSA Y DIRECTA SI NO
  • 29. COMPONENTES BÁSICOS DE UN SECADOR MALLA METALICA POLICARBONATO TRANSPARENTE MUESTRA A SECAR CALAMINA MALLA METALICA Estructura : En tubería de fierro cuadrado ,ángulos de fierro de soporte, completamente modular y desmontable., con cubierta protectora en pintura anticorrosiva y al horno y/o epóxica
  • 30. DIMENSIONES DEL CABEZAL MODULAR DEL SECADOR
  • 31. ESTRUCTURA DE LA BASE Y DE LA MALLA DE SOPORTE DEL PRODUCTO
  • 32. ESTRUCTURA DEL ANCLAJE DE LOS PILARES Pilar (madera o fierro) Anclaje Metálico Perfil Metálico Base Compactada (terreno natural) Perno Metálico
  • 33. CORTE LONGITUDINAL DEL SECADOR VENTILADOR CENTRIFUGO COLECTOR PLACA METALICA MODULO DE SECADO CARACTERÍSTICAS: Sistema mixto con precalentamiento solar y circulación forzada.   48 m 2 de área de SECADO .   Superficie bruta ocupada : 12 m2 de área de COLECTOR SOLAR .   12m 2 12m 2 48m 2 48m 2 Energía auxiliar : Solo en caso de procesos continuos (GLP)   Forma de operación : Por tandas
  • 34. PROCESO SIMULADO DEL FUNCIONAMIENTO DE LA PLANTA DE SECADO EDIFICACION EXISTENTE PLATAFORMA DE DESCARGA DE PRODUCTO PLATAFORMA DE CARGA DE PRODUCTO PRODUCTO FINAL AJI SECO 7-8% Ho
  • 35. Secador tipo túnel a ventilación forzada Características
  • 36. Dimensionamiento
    • Capacidad: 900-100kg.
    • Ventilador centrifugo, motor 1/3HP
    • Remocion de agua de 57 kg/ primeras horas.
    • Velocidad del aire a la salida 0.6m/s ( 1.5-2.5 m/s)
    • Caida de presion 50-100 Pa
    • Densidad de carga: 13-16 kg/m2
  • 37. Características de secado
    • Tiempo de secado: 7-9 días y 12 a 14 días.
    • Remover el producto cada 4 a 5 días
    • Cubriendo entrada de ventilador se regula flujo.
    • Tener cuidado con el suministro de electricidad (cortes ) abrir ventanas.
    • Rentabilidad 20%
  • 38. CAPITULO VI ANÁLISIS ECONÓMICO
  • 39. CALCULO DEL AHORRO DE CONSUMO DE ENERGÍA Teniendo en cuenta la relación de 1:5 de materia prima con producto terminado se estima que se ahorran alrededor de S/.1054.1 por año
  • 40. CÁLCULO DE INGRESOS POR AJÍ SECO OBTENIDO CON MEJOR CALIDAD Se asume que se puede pagar S/.1 más por kilo a compradores a nivel nacional ya que no sería un producto “DE CHACRA” sino un producto que puede ser vendido directamente a consumidor final Asumiendo eso se puede tener ingresos adicionales de S/. 7200 anuales solamente de ají seco.
  • 41. CÁLCULO DEL FINANCIAMIENTO El secador solar tiene un costo de S/. 15 000.00 El financiamiento se puede realizar a través de una entidad bancaria a una tasa de interés del 11% en un período de 10 años
  • 42. VARIABLES ECONOMICAS Se calculó: VAN = S/. 15.665,83 con una vida de 10 años para el proyecto. Este valor positivo nos indica que conviene realizar la inversión para el diseño del secador solar. Se calculó: TIR = 31% El diseño y utilización del secador solar es rentable en los 10 años del proyecto.
  • 43. AJÍ ME QUEDO! GRACIAS
  • 44. CÁLCULOS ECONÓMICOS PARA DETERMINAR EL VAN Y EL TIR ANEXOS
  • 45. CALCULO DEL AHORRO DE CONSUMO DE ENERGÍA
  • 46. CÁLCULO DE INGRESOS POR AJÍ SECO OBTENIDO CON MEJOR CALIDAD
  • 47. CALCULO DEL FINANCIAMIENTO Tasa de Interes 11% Período Años: 10 AÑO CUOTA INTERES AMORTIZ SALDO 0       15000,00 FINANCIAMIENTO 1 3150 1650 1500 13500,00 PARA EL SECADOR 2 2985 1485 1500 12000,00 3 3150 1320 1500 10500,00 4 2985 1155 1500 9000,00 5 2820 990 1500 7500,00 6 2325 825 1500 6000,00 7 2160 660 1500 4500,00 8 2325 495 1500 3000,00 9 2160 330 1500 1500,00 10 1995 165 1500 0,00
  • 48. FLUJO DE CAJA PROYECTADO A 10 AÑOS

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