DISEO Y CONSTRUCCIN DE UN PROTOTIPO DE DESHIDRATADOR POLIVALENTE
MEDIANTE EL USO DE AIRE CALENTADO POR ENERGA SOLAR
HEIRA JOHALIS GONZLEZ ROACARLOS MAURICIO CORREA TOVAR
FUNDACIN UNIVERSITARIA DE SANGIL- UNISANGILFACULTAD DE CIENCIAS
NATURALES E INGENIERASPROGRAMA ING. AGRCOLAYOPAL- CASANARE2014DISEO
Y CONSTRUCCIN DE UN PROTOTIPO DE DESHIDRATADOR POLIVALENTE MEDIANTE
EL USO DE AIRE CALENTADO POR ENERGA SOLAR
HEIRA JOHALIS GONZLEZ ROACARLOS MAURICIO CORREA TOVAR
Anteproyecto De Trabajo De Grado Presentado Como Requisito Para
Optar Al Ttulo De Ingeniero Agrcola.
DirectorDavid Felipe Londoo MartnezIng. Agroindustrial
FUNDACIN UNIVERSITARIA DE SANGIL- UNISANGILFACULTAD DE CIENCIAS
NATURALES E INGENIERASPROGRAMA ING. AGRCOLAYOPAL- CASANARE2014
LISTA DE CONTENIDO
Pg.1.TITULO72. DESCRIPCIN DEL PROBLEMA83. JUSTIFICACIN94.
OBJETIVOS104.1 OBJETIVO GENERAL104.2OBJETIVOS ESPECFICOS105. MARCO
REFERENCIAL115.1 MARCO TERICO115.1.1 Aspectos Geogrficos.115.1.2
Aspectos ambientales del municipio de Yopal.125.2 MARCO
CONCEPTUAL165.2.1 Radiacin asolar165.2.2 Secado de
alimentos:165.2.3 Calidad175.2.4 Propiedades organolpticas175.2.5
Fruta tropical175.2.6 Alimento175.2.7 Temperatura185.2.8
Aire185.2.9 Humedad185.2.10 Conductividad trmica185.3 ESTADO DEL
ARTE186. DISEO METODOLGICO216.1 LOCALIZACIN216.2 DESCRIPCIN
METODOLGICA226.2.1 Fase 1226.2.2 Fase 2.226.2.3 Fase 3.226.2.4 Fase
4.236.2.5 Fase 5.236.3 ESQUEMA METODOLGICO246.4 VARIABLES E
INDICADORES257. ESQUEMA TEMTICO268. ESTRUCTURA DE LA UNIDAD DE
ANLISIS278.1 POBLACIN Y MUESTRA278.2 TCNICA DE RECOLECCIN DE LA
INFORMACIN279. PERSONAS QUE PARTICIPAN EL PROYECTO2810.
PRESUPUESTO2910.1 MATERIALES Y HERRAMIENTAS.2910.2 PAPELERA3010.3
INVERSIN TOTAL PROYECTO3111. CRONOGRAMA3212. BIBLIOGRAFA33
LISTA DE TABLAS
Pg.Tabla 1. Variables E Indicadores Del Proceso De
Deshidratado25Tabla 2. Costos De Materiales Y Herramientas.29Tabla
3. Costos De Papelera.30Tabla 4. Inversin Total Del Proyecto.31
lista de figuras
Pg.Grafico 1. Valores Totales De Precipitacin Estacin Apto
Yopal.13Grafico 2 . Valores Totales De Precipitacin En La Estacin
De La Chaparrera.13Grafico 3. Valores Totales De Precipitacin En La
Estacin Del Morro.14Grafico 4. Valores Medios Mensuales De
Temperatura.14Grafico 5. Valores Totales Mensuales De Brillo
Solar.15Grafico 6. Ubicacin De Unisangil En Yopal Casanare21Grafico
7. Esquema Metodolgico24Grafico 8. Cronograma De Actividades32
1. TITULO
DISEO Y CONSTRUCCIN DE UN PROTOTIPO DE DESHIDRATADOR POLIVALENTE
MEDIANTE EL USO DE AIRE CALENTADO POR ENERGA SOLAR
2. DESCRIPCIN DEL PROBLEMA
Existen productos hortofrutcolas que presentan perodos de
abundancia o escases a lo largo del ao debido a las condiciones
climticas propias del departamento de Casanare, como por ejemplo
frutas, cacao y caf, entre otros. Los productos agrcolas y sus
derivados son clasificados en el mercado de acuerdo a su calidad
que demanda el consumidor; es por esto que los que no cumplen
ciertas caractersticas que tipo de caractersticas?? son destinados
como consumo animal o desechados, lo que causa prdidas tanto para
los agricultores como para el consumidor final que clase de
perdidas??, que en pocas de escases no los consiguen a un precio
justo; Por otro lado los campesinos productores (o son campesinos o
son productores los dos es lo mismo una redundancia ) se ven
presionados a vender los productos a un bajo precio a
intermediarios y otros quienes son los otros? por no contar con las
tecnologas apropiadas de acuerdo a las circunstancias y el entorno
esto sobra para conservarlos mientras se consumen o comercializan.
La humedad juega un rol importante en los productos que no son
consumidos o llevados al mercado antes de perder el tiempo
estipulado de conservacin, pues influye directamente en la calidad
(aspecto, textura, gusto, consistencia y componentes nutricionales)
del producto, si dicho contenido de agua no se maneja
adecuadamente, los microorganismos se pueden desarrollar en este
medio y como consecuencia se tendra la prdida de un alimento.
Definan un problema central, es decir, el problema es la
comercializacin, la justicia de comprar, la calidad del producto,
su proceso de transformacin, la humedad, el secado? Y desarrollen
el problema desde ese punto de vista. que quieren
resolver!Identifiquen la necesidad actual de los productores en una
especie, la propuesta debe solucionar ese problema.3.
JUSTIFICACIN
El concepto de desarrollo tecnolgico visto como la implementacin
de los ltimos descubrimientos y las herramientas ms modernas difusa
el pensamiento de la apropiacin de la tecnologa del entorno que
consiste en apoderarse de los recursos simples que se tienen a mano
y transformarlos a la solucin de las necesidades el concepto de
desarrollo tecnolgico sobra la cual para este caso es la
implementacin de una tcnica de secado para la obtencin de un valor
agregado describa ese valor agregado y conservacin de los productos
hortofrutcolas con tcnicas que no impliquen el uso de conservantes
artificiales y promuevan el uso de energas alternativas; El secado
de los alimentos expuestos al sol es una tcnica usada desde la poca
del neoltico con el propsito de tener alimento en pocas de escases.
Esta tcnica a travs de los aos se ha mejorado con la adaptacin de
equipos sencillos que funcionan con este tipo de energa (solar)
evitando el uso de combustibles fsiles u otras que contribuyen con
los problemas de contaminacin ambiental, por otro lado este tipo de
secado es muy barato econmico con respecto de otros donde los
resultados finales son prcticamente los mismos.Los secadores o
deshidratadores convencionales suelen funcionar con combustibles
fsiles los cuales cada da tienen una disponibilidad menor; debido a
que son un recurso finito y de alto costo adems que generan daos al
medio ambiente, lo que hace necesario evaluar tecnologas que usen
energas alternativas y limpias; un deshidratador solar es una opcin
integral en cuanto a: uso de energa alternativa y limpia ya que no
genera GEI (gases de efecto invernadero). Esta herramienta de
procesamiento permite aumentar la vida de anaquel de los productos
hortofrutcolas, reduciendo los costos de almacenamiento y
transporte de los alimentos. El costo asociado al uso de esta
herramienta es su costo de amortizacin, mantenimiento y mano de
obra. Visto lo anterior, se ve la necesidad de facilitar la adopcin
de este tipo de tecnologas en el departamento; para facilitar la
bsqueda de nuevos mercados para los productores donde se valore una
produccin limpia y de calidad.
Para los productos de los que hablan arriba, caf y cacao, todo
el desarrollo del secado se ha realizado a travs de secadores
solares diseado de manera rudimentaria utilizando la madera como
materia prima de construccin por su disponibilidad y propiedades de
aroma que le da en el proceso de secado, en ese orden de ideas, lo
que proponen que nuevo tendr, diferentes materiales, ms eficiente,
ms barato, mvil, que va tener de nuevo que justifique un esfuerzo
por parte de los estudiantes.
Deben identificar alguna caracterstica innovadora o
diferenciadora del secador en la regin, describan como se realiza
actualmente en secado de esa especie en la zona, de no realizarlo
deben mencionar que actividades se realizan actualmente, los
problemas que generan y respecto a ello propongan las
caractersticas de su herramienta.
Respondan la pregunta Por qu es necesario que los productores de
esa especie implementen el secador en su proceso de produccin?
10
4. OBJETIVOS
4.1 OBJETIVO GENERAL
Disear y construirdisear, construir y evidenciar la operacin un
prototipo de deshidratador polivalente que funcione con aire
calentado por energa solar con conveccin natural, que pueda ser
usado en zonas que no dispongan del servicio de energa elctrica
para el secado de frutas tropicales en el departamento Casanare.
ConservacinEsto es comn en el proceso de secado del caf y el cacao,
tienen que investigar ms, para que le aporten un valor agregado, es
decir que los diferencia a ustedes del secador que diseo el
cacaotero, que con su experiencia utiliza materiales y maderas que
dan aromas importantes. Cul es la innovacin, la investigacin?Cul es
el producto final del proyecto?Algunos ejemplos de innovacin
sencilla para secado del caf son los siguientes, El caf se secaba
al aire libre sobre el suelo, cuando se presentaba una lluvia los
productores no alcanzaban a recoger el producto y se mojaba, se
inventaron las cubiertas con plstico de invernadero para solucionar
este problema. Otra innovacin que hicieron fue disear mesas de
secado en concreto para que el producto no estuviera en contacto
con el suelo y mantener la calidad, esas mesas las modificaron
utilizando mallas para permitir que el aire fluyera libremente a
travs del producto.La pregunta es ustedes van a implementar un
secador comn y corriente o que tiene de especial para generar valor
agregado al producto o al proceso (reduccin de mano de obra) tengan
en cuenta factores de calidad, conservacin de caractersticas
organolpticas, reduccin de problemas ambientales, reduccin de
problemas sanitarios, etc.Si es un equipo que no se usa en la
regin, consulten y expliquen que hacen en otras regiones y
propongan una modificacin o innovacin sencilla del mismo.
4.2 OBJETIVOS ESPECFICOS
Establezcan una comparacin entre un secador convencional
desarrollado rsticamente y el que ustedes va a desarrollar, para
tener un punto de referencia en cuanto a eficiencia, costos,
calidad del producto Documentar los modelos de deshidratadores
solares disponibles actualmente para el secado de productos
agrcolas.
Evaluar la adaptacin de estos deshidratadores solares para que
funcionen por conveccin natural.
Identificar los materiales adecuados para la construccin de un
deshidratador asequible a los productores de la zona.
Construir un deshidratador estable y resistente a las
condiciones de uso y variaciones climticas que se presenten.
Realizar pruebas de secado con las frutas tropicales, cacao y
caf para determinar los parmetros de funcionamiento del
deshidratador. Solo una especie.
13
5. MARCO REFERENCIAL
5.1 MARCO TERICOMejorar el desarrollo del marco terico, que
consiste en desarrollar en unas pocas pginas el conjunto de
conceptos, definiciones e hiptesis que se han seleccionado para
relacionarlos con los datos del problemaa investigar. Primero se
hace el estado del arte del problema y luego se redacta el marco
terico.Si van a secar Caf y Cacao, tienen que especificar cul es la
norma tcnica para ver la calidad de los granos, que % de humedad es
permitido, que tamao, que color, que textura que olor, cuales son
las calidades, que es Premium, que es corriente, que pasilla,
tienen que establecer fichas tcnicas ajustadas a los boletines
agrcolas y a las normas tcnicas especficas de las federaciones
respectivamente. Es mas ellos tienen desarrolladas mltiples
investigaciones, en las cuales ya han definido experimentos.
Un experimento importante para el cacao puede ser el desarrollo
del secado segn la variedad del clon establecido, para 6
variedades, teniendo en cuenta el secador convencional y el
prototipo que van a desarrollar, realizando 3 replicas y utilizando
diferentes materiales en los secadores!!!!, es un ejemplo de un
experimiento.Citar algunos estudios realizados en la zona respecto
al secado de la especie seleccionada, describir como se realiza
actualmente el proceso de secado con la especie seleccionada y que
problema se ha identificado, sustentado en estudios o ensayos
realizados.Identificar como se realiza la evaluacin de operacin del
equipo como calcular la eficiencia de operacin o produccin,
rendimiento de los productos, por ejemplo si voy a secar 1 kg de
fruta con el deshidratador a mxima operacin cuanto produce en fruta
seca, en cuanto tiempo.como se va a evaluar esa condicin dentro de
la metodologa ?.
5.1.1 Aspectos Geogrficos. El Departamento de Casanare est
localizado al nororiente del pas, en la regin de la Orinoqua. Tiene
una superficie de 44.640 km2 la cual corresponde al 3.91% del total
del rea nacional y un poco menos de 1/5 de la regin de la Orinoqua
(17.55%). Sus coordenadas geogrficas estn entre los 417'25" y los
0620'45" de latitud norte y los 6950'22" y 7304'33'' de longitud
oeste. Limita al norte y oriente con Arauca, al sur oriente y sur
con Vichada y Meta y al occidente con Boyac. Salvo una angosta e
interrumpida faja occidental correspondiente a las estribaciones de
la cordillera oriental, el resto del territorio Casanareo es plano
o suavemente ondulado.[footnoteRef:1] [1: CORPORINOQUIA. Aspectos
geogrficos. (Abril 2014 ) (En lnea)]
La altura promedio sobre el nivel del mar es de 350 metros, con
una temperatura promedio de 26 C. La distancia entre la capital del
departamento, Yopal, y la capital de Colombia, Bogot, es de 387 km.
Clima: 22 a 27 C. Variado. Zona del Piedemonte Llanero: Clima
hmedo. Zona andina: Clima fro, 18 y 20 C Zona sabana: Clima
tropical, 27 C (lluvioso en invierno, seco en
verano).[footnoteRef:2] [2: Ibd.,]
Los vientos alisios del noreste y del sureste, la Zona de
Convergencia Intertropical (ZCIT) y la presencia de la cordillera
Oriental son los factores principales que determinan el
comportamiento climtico del departamento del Casanare. El rea ms
lluviosa est ubicada entre el piedemonte y la vertiente baja de la
cordillera, con promedios superiores a 4.000 mm; una franja de
lluvias intermedias se sita en las vertientes medias de la
cordillera y en el rea central de departamento con precipitaciones
superiores a 2.000 mm. El rea menos hmeda, al este del departamento
y en las cumbres de la cordillera registra promedios anuales
inferiores a 2.000 mm. El rgimen de lluvias es bsicamente monomodal
con una temporada lluviosa que comprende los meses de abril a
octubre. Debido a los diversos conjuntos morfolgicos y variado
relieve, en el departamento se presentan los pisos trmicos clido,
templado, fro y piso bioclimtico pramo.
El proyecto como tal se desarrollar en el municipio de Yopal que
se localiza al Noreste del Departamento de Casanare, su rango de
altitudes vara desde 2000 msnm en inmediaciones de la cordillera
Oriental, hasta los 150 msnm en la llanura aluvial. El municipio
tiene una extensin aproximada de 2595 km2. [footnoteRef:3] [3:
Ibd.,]
5.1.2 Aspectos ambientales del municipio de Yopal.
5.1.2.1 Clima. El clima en el municipio de Yopal es clido, con
temperaturas promedio de 26C, abarca los valores estadsticos sobre
los elementos del tiempo atmosfrico en una regin durante un perodo
representativo: temperatura, humedad, presin, viento y
precipitaciones, principalmente[footnoteRef:4]. [4: CORPORINOQUIA,
plan de ordenacin y manejo de la cuenca del ro Cravo sur; 2007]
5.1.2.2 Precipitacin. El rgimen de precipitacin sobre el
municipio, est directamente influenciado por la Zona de
Convergencia Intertropical (ZCIT), la cual a su vez puede sufrir
intensificaciones o atenuaciones en su efecto por el factor
orogrfico. Este fenmeno se pone de manifiesto por lo general en
todo el rea del estudio, donde se registran considerables volmenes
de precipitacin.[footnoteRef:5] [5: CORPORINOQUIA. Resolucin
200.41.10.1402 de 2010. pg. 4]
Por otra parte, se presenta un patrn de lluvias de tipo
monomodal, caracterizado por un largo periodo de lluvias abril,
mayo, junio y julio, que es seguido por un periodo seco, diciembre,
enero, febrero y marzo. Los ndices mximos de precipitacin se
presentan en el mes de mayo y los mnimos en enero. El total de
precipitacin media anual para la estacin el Morro es 3781,5 mm, La
Chaparrera 2375,6 mm y Apto Yopal 2324,8 mm.[footnoteRef:6] [6:
ALCALDIA MUNICIPAL DE YOPAL. Agenda ambiental.2007. pg. 18]
Las siguientes grficas muestran el comportamiento de la
precipitacin mensual en las estaciones meteorolgicas tomadas para
el estudio: (Vase las grficas:)
Grafico 1. Valores totales de precipitacin estacin apto
Yopal.
Fuente: equipo de revisin y ajuste al POT. Con base en registros
del IDEAM 2006.
Grafico 2 . Valores totales de precipitacin en la estacin de la
Chaparrera.
Fuente: equipo de revisin y ajuste al POT. Con base en registros
del IDEAM 2006.
Grafico 3. Valores totales de precipitacin en la estacin del
Morro.
Fuente: equipo de revisin y ajuste al POT. En Base a registros
de IDEAM 2006.
5.1.2.3 Temperatura. Los valores de temperatura ms altos se
registran en los meses de enero, febrero y marzo, con un promedio
de 28 C. A partir de abril, hasta diciembre la temperatura
desciende alcanzando un promedio de 25 C.[footnoteRef:7] [7:
CORPORINOQUIA. Resolucin 200.41.10.1402 de 2010. pg. 4]
La temperatura media anual registra valores entre 22C y 30,4C.
El perodo hmedo es el ms fresco ya que las temperaturas descienden
en ms de dos grados, mientras que el perodo seco es el ms caluroso
con valores que superan los 24C, teniendo como base los valores
medios mnimos. El promedio medio anual es de 26,4 C para el
municipio de Yopal, presentndose una baja oscilacin intra-anual, lo
cual es tpico en las regiones tropicales.[footnoteRef:8] [8:
ALCALDIA MUNICIPAL DE YOPAL. Agenda ambiental.2007. pg. 18]
Grafico 4. Valores medios mensuales de temperatura.
Fuente: equipo de revisin y ajuste al POT. Con base en registros
del IDEAM 2006
5.1.2.4 Brillo solar. El promedio anual de horas de insolacin en
el rea es de 1.700, distribuidas a lo largo del ao. El mayor valor
se registra en el mes de enero y el menor valor en junio con 89,5
horas con 231,4 horas, respectivamente.[footnoteRef:9] El promedio
anual de brillo solar es de 1976,7 horas.[footnoteRef:10] [9:
CORPORINOQUIA. Resolucin 200.41.10.1402 de 2010. pg. 4] [10:
ALCALDIA MUNICIPAL DE YOPAL. Agenda ambiental.2007. pg. 19]
Grafico 5. Valores totales mensuales de brillo solar.
Fuente: equipo de revisin y ajuste al POT. Con base en registros
del IDEAM 2006.
5.1.2.5 Evapotranspiracin. El clculo de la evapotranspiracin que
se han realizado por medio de pruebas arroja que los valores de ETP
durante el ao registran variaciones, donde se puede concluir que el
periodo seco muestra los valores ms altos, mientras en el periodo
hmedo los valores ms bajos. Adicionalmente los valores obtenidos de
ETP se convierten en el insumo principal para el clculo del balance
hdrico, componente fundamental de la zonificacin climtica de la
cuenca. La evapotranspiracin potencial total segn los valores
obtenidos es 1612,1 mm/ao; y la evapotranspiracin real es 1214,8
mm/ao.[footnoteRef:11] [11: CORPORINOQUIA. Resolucin 200.41.10.1402
de 2010. pg. 4]
5.1.2.6 Balance hdrico. El balance hdrico es la relacin entre
las entradas y las salidas del sistema de la microcuenca. Este
balance hdrico permite conocer en una determinada rea, la
disponibilidad media del recurso a lo largo del ao, lo que puede
ser de utilidad para programar las actividades agropecuarias de
acuerdo con la distribucin de la precipitacin y con la
disponibilidad de agua durante los periodos lluviosos y secos.
Durante los meses de abril a octubre se presenta un periodo de
exceso de agua en el suelo, cuyo total anual asciende a 744 mm.
Esto significa que la mayor parte del ao, las lluvias mensuales
superan los valores de evapotranspiracin potencial, lo que trae
como consecuencia que el suelo se mantenga hmedo y saturado. A
partir de noviembre las lluvias disminuyen, por lo tanto el exceso
se convierte en un periodo de almacenamiento de agua en el suelo a
lo largo de este mes. Posteriormente, en los meses de diciembre a
marzo, las lluvias son an ms escasas, el suelo se reseca y presenta
un periodo de dficit de 397,3 mm. A mediados de marzo, cuando las
lluvias aumentan nuevamente, el suelo se humedece y se presenta
otro periodo de almacenamiento.[footnoteRef:12] [12: Ibd., p.
4]
5.1.2.7 Suelos. Los suelos de Yopal se encuentran con las
siguientes unidades de suelos, as: suelos de montaa. Suelos en
clima medio y muy hmedo, desarrollados en relieve ligeramente
planos a ondulados, erosin ligera y moderada, presencia de crcavas
con pendientes de 3 7%,bien drenados y muy fuertemente cidos, con
una profundidad entre 40-80 cms, y muy baja fertilidad, niveles
txicos de aluminio cambiable, fuerte acidez y alta susceptibilidad
a procesos erosivos.[footnoteRef:13] [13: Ibd., p. 12]
5.2 MARCO CONCEPTUALEl marco conceptual est mal elaborado, debe
mencionar lo que se ha dicho sobre el tema y en un prrafo siguiente
escribir cmo este contenido se aplica a lo que ustedes estn
investigando.Por ejemplo: En estudias realizados por la FAO, los
productos deshidratados mejoran las condiciones de visin de los
nios de 5 aos,..Para efectos del ejercicio de la investigacin, se
pretende promover el uso de frutas deshidratadas en las loncheras
de los nios de la zona.
Estos conceptos hacen parte del marco terico.
5.2.1 Radiacin asolar: La radiacin solar es la energa
proporcionada por el sol La cantidad de esta energa depende de la
ubicacin, el tiempo del ao, y las condiciones atmosfricas. Algunas
ecuaciones y modelos han sido desarrollados para las condiciones
diferentes usar datos histricos de redes de la estacin de clima o
mediciones de satlite. Sin embargo los clculos aproximados de
radiacin solares son demasiado locales ya que dependen de
estaciones de clima[footnoteRef:14]. [14: UPTC. Universidad
Pedaggica y Tecnolgica de Colombia. [En lnea]]
5.2.2 Secado de alimentos: El secado de alimentos es una
operacin unitaria destinada a la eliminacin de humedad mediante
aplicacin de calor en condiciones controladas e implica la
transferencia simultnea de calor, masa y cantidad de movimiento,
donde el calor penetra en el alimento para evaporar el agua que es
retirada por una fase gaseosa insaturada circulante o aire de
secado. La reduccin del contenido de humedadaumenta la vida til de
los productos ya que ocasiona un descenso de la actividad de agua
(a^sub w^), lo que inhibe el crecimiento microbiano y disminuye la
velocidad de varias reacciones deteriorantes[footnoteRef:15]. [15:
Ibd., p. 6]
5.2.3 Calidad. La palabra calidad hace referencia al conjunto de
propiedades y caractersticas de un producto o servicio que le
confiere una aptitud para satisfacer unas necesidades expresadas o
implcitas[footnoteRef:16]. [16: Ibd., p. 6]
5.2.4 Propiedades organolpticas. La palabra organolptico
significa que causa una impresin sobre un rgano o sentido en
particular: la vista, el iodo, el tacto, el olfato y el gusto. No
es necesario gustar de un alimento para aceptarlo[footnoteRef:17].
[17: Duran, y otros, Industrias de Alimentos R&R [en
linea]]
5.2.5 Fruta tropical. Una fruta tropical se define como una
fruta de las zonas de clima tropical o subtropical. Las frutas
tropicales tienen en comn no soportar el fro y poder ser daadas o
tener trastornos en el desarrollo cuando la temperatura cae por
debajo de 4 C. Las frutas tropicales son una fuente de alimentacin
en los pases productores, pero su exportacin es una fuente
importante de ingresos. El 90% de la produccin se consume
localmente, el 5% se exporta como fruta fresca y el 5% en forma de
productos transformados[footnoteRef:18]. [18: Lo Que Somos, Las
Frutas Tropicales [en lnea]]
5.2.6 Alimento. Se entiende por "alimento" toda sustancia,
elaborada, semielaborada o bruta, que se destina al consumo humano,
incluyendo las bebidas, el chicle y cualesquiera otras sustancias
que se utilicen en la fabricacin, preparacin o tratamiento de los
alimentos, pero no incluye los cosmticos ni el tabaco ni las
sustancias utilizadas solamente como medicamentos[footnoteRef:19].
[19: FAO Definiciones Para Los Fines Del Codex Alimentarius [en
linea]]
5.2.7 Temperatura. La temperatura es una propiedad general de la
materia. Lo que realmente existe es el calor, magnitud que se
refiere al intercambio de energa entre cuerpos o sistemas
materiales[footnoteRef:20]. [20: Aznar Acosta Recuros de la
Naturaleza.]
5.2.8 Aire. El aire es una mezcla de gases incolora, inolora e
insabora que rodea a la tierra. Este aire que envuelve a la tierra
se conoce como atmsfera. Se extiende hasta una altura de
aproximadamente 645 kms, y se divide en varias
capas[footnoteRef:21]. [21: EMERSON CLIMATE TECHNOLOGIES, manual
tecnico de refrigeracion. ]
5.2.9 Humedad. La humedad es un trmino utilizado para describir
la presencia de vapor de agua en el aire, ya sea a la intemperie, o
dentro de un espacio. Nuevamente, hacemos nfasis en que la humedad
est en el aire, solamente en el sentido de que los dos aire y vapor
de agua, existen juntos en un espacio dado al mismo
tiempo[footnoteRef:22]. [22: Ibd., p. 164]
5.2.10 Conductividad trmica. El factor de proporcionalidad es
una propiedad fsica de la materia que describe la capacidad que
tiene la sustancia para conducir el calor[footnoteRef:23]. [23:
Domingo , Agustin. Apuntes de transmicion de calor [en linea]]
5.3 ESTADO DEL ARTE Describir los tipos y caractersticas de
secadores que se utilizan para esa especie a nivel mundial y
nacional en este momento y sus beneficios y problemas. Primero se
hace el estado del arte del problema y luego se redacta el marco
teorico.qu han dicho acerca de ese tema o temas cercanos- otros
autores?, qu aspectos han sido analizados?, qu discusiones o
polmicas se han suscitado?, cules son los aspectos analticos,
histricos y sistemticos del problema?.Transcurrieron miles de aos a
travs de los cuales se desarrollaron innumerables estrategias para
lograr la supervivencia del ser humano. La principal preocupacin
fue encontrar la forma de conservar los alimentos porque lo que
cazaban y recolectaban era consumido in situ. Vindose obligados a
tener que trasladarse a otros lugares cuando el alimento escaseaba.
A medida que aparecen nuevas necesidades, los grupos humanos van
desarrollando nuevas soluciones y as es como las sociedades
cambian.[footnoteRef:24] Con el paso del tiempo se observ la
naturaleza y se determin que algunos frutos podan ser consumidos
aun cuando se secaban por efectos del sol y que tambin podan ser
guardados por algn tiempo. La deshidratacin (secado de alimentos)
fue probablemente el primer sistema de conservacin de alimentos
usado desde la poca del neoltico 8500 a.C.; La primera forma de
secar los alimentos fue con el uso del sol, se colocaban los
alimentos extendidos al sol cuando el ambiente no permaneca hmedo y
se reduca su contenido de agua. A partir de esta forma de
deshidratado el hombre primitivo usa su imaginacin para implementar
tcnicas ms potentes. [24: JUSTIPARAN, Alejandro. Siempre Historia.
El Hombre Primitivo del Paleoltico al Neoltico. . [En lnea] ]
As, en la edad de hierro ya se construyen en las zonas del Norte
de Europa los primeros hornos para el secado del trigo recin
cosechado. Estas tcnicas no sufrieron cambios importantes hasta la
Revolucin industrial. Diderot (1751) describe muchos de los
procedimientos de secado de alimentos en la Francia anterior a la
revolucin. Pero no fue sino hasta 1795 que se invent el cuarto de
deshidratacin de aire caliente. El equipo de Masson y Challet en
Francia desarroll un deshidratador de hortalizas que consista de un
flujo de aire caliente (105 F) sobre tajadas delgadas de
hortalizas. Es importante hacer notar que el enlatado y la
deshidratacin aparecieron, aproximadamente, al mismo tiempo, hace
casi siglo y medio. Un siglo ms tarde Tomlinson (1854) describe
algunas de las tcnicas utilizadas en la poca en la deshidratacin de
papel, fibras naturales y algunos alimentos. En especial hace
referencia a la Gran Exhibicin de Londres en 1851 donde entre otros
avances se presentan muestras de leche en polvo preparada por
eliminacin acuosa mediante un suave calentamiento lo que hace
pensar en la posibilidad de deshidratar vegetales en hornos de
secado mediante un procedimiento similar. En 1877 se crea la
oficina alemana de patentes y un ao ms tarde se presenta la patente
de un secador calentado por radiacin y 4 aos despus se registra la
patente de un secador al vaco. A principios de este siglo Hausbrand
publica Drying of air and steam (1901) lo que puede ser considerado
como el primer intento serio de aplicacin de los mtodos de
ingeniera al clculo de deshidratadores. En la actualidad puede
afirmarse que la deshidratacin es una operacin unitaria plenamente
desarrollada y con fundamentos tericos bien establecidos. Algunas
tcnicas de deshidratacin ms modernas como la liofilizacin, ideada a
principios del siglo XX, no se difundi hasta despus de la II Guerra
Mundial. Limitada inicialmente al campo de la sanidad (conservacin
de medicamentos, por ejemplo), no se aplic hasta 1958 al sector
alimentario. Es una tcnica costosa y enfocada a unos pocos
alimentos, como la leche, la sopa, los huevos, la levadura, los
zumos de frutas o el caf. [Existen diferentes tcnicas de eliminacin
de agua como prensado tambin llamado compresin, centrifugado,
evaporacin superficial, smosis, liofilizacin y absorcin]; De todas
estas tcnicas, las ms utilizadas en la deshidratacin de productos
agroalimentarios son evaporacin superficial (secado por aire
caliente, secado al vaco, secado solar y secado por
microondas)[footnoteRef:25]. El secado solar a avanzado con el
desarrollo de dispositivos sencillos capaces de deshidratar
productos agrcolas utilizando la energa solar. [25: MAUPOEY, Pedro
Fito. Introduccin al Secado de Alimentos por Aire Caliente.
Unicersidad Politecnica de Valencia, Valencia Espaa 2001. Pg. 9.
]
Consultar tcnicas de pre-secado segn la especie seleccionada que
permita no solo secar sino conservar por ms tiempo el producto por
ejemplo aplicar sal antes de poner al sol (con frutas de alta
humedad) podra ser otra idea en la investigacin.
Esa es mucha carreta lo que les digo en el encabezado del marco
de referencia, definan experimentos y desarrollen las fichas
tcnicas, otro ejemplo es disear un secador que no suba de
determinada temperatura para salvaguardar las caractersticas
organolpticas del producto, as dure ms con mejor calidad o talves
dure menos y mejore la calidad. Eso podra ser la investigacin, no s
lo que se les ocurra, siempre incluya diferentes variedades de caf
y de cacao.
6. DISEO METODOLGICO
6.1 LOCALIZACIN
Para la ejecucin de este proyecto se ha elegido el campus de la
fundacin universitaria de san gil UNISANGIL sede Yopal Casanare,
municipio colombiano y capital del departamento. Su extensin es de
2.595 km, est localizado a 335 km del Distrito Capital de Bogot,
con una altitud 567 msnm, una poblacin de 145.230 hab. (Segn el
DANE 2013). Es una de las capitales departamentales ms jvenes de
Colombia y la ciudad que registra ms rpido crecimiento poblacional
a nivel nacional.
Grafico 6. Ubicacin de UNISANGIL en Yopal Casanare
El clima en Yopal es clido tropical, con temperaturas medias
desde 16 C en los meses de junio y julio, a 30 C en febrero, con
una temperatura media anual de 24 C. Abril, mayo, junio y julio son
los meses con humedad relativa mayor, ms de 75%, y diciembre,
enero, febrero y marzo son los ms secos, con humedad entre 60 y
75%. Esto se debe a las precipitaciones que llegan a sobrepasar los
500 mm en abril, mayo, junio y julio
6.2 DESCRIPCIN METODOLGICA
6.2.1 Fase 1. Documentacin de los modelos de deshidratadores
solares disponibles actualmente para el secado de productos
agrcolas. Lo cual consiste en:
Reunir evidencia terica donde se describan el uso y
funcionamiento los diferentes modelos de deshidratadores solares
usados. Estudiar la documentacin anterior con el fin de identificar
y conocer los diferentes diseos de secadores de frutas y granos.
Esto debera estar realizado ya!!!
6.2.2 Fase 2. Evaluacin de la adaptacin de los modelos de
deshidratadores solares para que funcionen por conveccin
natural.
Una vez identificados cada uno de los modelos se plantean los
posibles cambios en cuanto a materiales y o forma del equipo para
los diferentes diseos estudiados.
Elegir el diseo apropiado para establecer formalmente los
cambios teniendo en cuanta la respuesta que este debe tener con el
clima al que se pretende adaptar.
6.2.3 Fase 3. Identificacin de los materiales adecuados para la
construccin de un deshidratador.
Establecer las caractersticas que debe tener el deshidratador
teniendo en cuenta los procesos y o condiciones a los cuales este
ser sometido.
Realizar la cotizacin de los materiales requeridos para estimar
un costo de diseo eh implementacin.
6.2.4 Fase 4. Construir un deshidratador estable y resistente a
las condiciones de uso y variaciones climticas que se
presenten.
De acuerdo al diseo y los materiales seleccionados para la
elaboracin del secador; se modelan los distintos elementos para el
montaje del mismo.
se montan las piezas modeladas para dar lugar al
deshidratador.6.2.5 Fase 5. Realizacin de pruebas de secado con las
frutas tropicales, cacao y caf para determinar los parmetros de
funcionamiento del deshidratador.
Obtener las frutas a secar para realizar el proceso adecuado
como limpieza, pelado, y tajado de las frutas antes de someterlos a
secado.
Realizar mediciones de peso y temperatura andes, durante y
despus del secado.
Realizar la toma de datos durante los distintos das de prcticas
de deshidratacin que se realicen.
Determinar la cantidad de agua que se evapora por kilogramo de
fruta.
Medir la capacidad de evaporacin de la instalacin teniendo en
cuenta la carta psicomtrica para la respectiva altura y clima del
municipio de Yopal.
Calcular la cantidad de fruta secada por hora (kg/h) la cual se
considera a partir de los resultados de los dos puntos
anteriores.
6.3 ESQUEMA METODOLGICO
Grafico 7. Esquema metodolgico
6.4 VARIABLES E INDICADORES
Tabla 1. Variables e indicadores del proceso de deshidratado
VariableDescripcinIndicador
Temperatura exteriorTemperatura medida en el ambiente donde se
realiza la prueba de secadogrados centgrados
Temperatura en la cmara de secadoTemperatura medida en la cmara
de secado del deshidratadorgrados centgrados
Tiempo de secadodiferencia del tiempo que existe entre la hora
inicial del proceso y la hora final del procesomin - horas -
das
Humedad relativacantidad de vapor de agua contenida en el aire
en el lugar donde se realiza la pruebaPorcentaje (%)
Velocidad del aireVelocidad a la que corre el aire en el lugar
donde se realiza la pruebametros / segundos
Peso hmedopeso de la fruta en estado frescogramos -
kilogramos
Peso secopeso de la fruta deshidratadagramos - kilogramos
Capacidad de evaporacinCantidad de agua que puede evapora el
deshidratador por hora de trabajo.gramos de H2O/ Hora
7. ESQUEMA TEMTICO
Contenido del informe final
Preliminares
PortadasPg. AceptacinPg. DedicatoriaPg.
AgradecimientoContenidoGlosario
Cuerpo del trabajo
1. Ttulo.2. descripcin del problema.3. justificacin.4.
objetivos.5. marco referencial.6. diseo metodolgico.7.
dimensionamiento del secador solar8. presupuesto.9. Construccin del
secador.10. Prueba de funcionamiento del secador.11.
Resultados.
Complementarios12. bibliografa.13. conclusiones.8. ESTRUCTURA DE
LA UNIDAD DE ANLISIS
8.1 POBLACIN Y MUESTRA
La el presente proyecto se tendr como poblacin a las diferentes
variables propuestas: Temperatura exterior - Temperatura en la
cmara de secado - Tiempo de secado - Humedad relativa - Velocidad
del aire - Peso hmedo - Peso seco Capacidad de evaporacin.Y la
muestra ser por defecto las que sean tomadas durante el ejercicio
de las pruebas de secado.En este caso definir en qu muestras se va
a realizar el estudio, en cuanto a peso, especie, variedad, etc.8.2
TCNICA DE RECOLECCIN DE LA INFORMACINEn caso de que vallan a
realizar un estudio de influencia del clima en la deshidratacin
solar de la especie seleccionada deben adaptar en el deshidratador
los instrumentos de medida de las condiciones ambientales y
climticas.Adems deben contar con datos climatolgicos de la zona y
en el campus apenas se va a instalar este ao la estacin
meteorolgica, de donde obtendrn esos datos? Como analizaran esos
datos, con algn programa modelador de variables climticas? Tendrn
dentro del secador algn mecanismo para manipular los factores
ambientales, por ejemplo un ventilador??
Como tcnica de recoleccin de datos se establece que: En primera
instancia se usaran registros ya existentes establecidos en las
bases de datos del IDEAM (Instituto de Hidrologa, Meteorologa y
Estudios Ambientales de Colombia) con el propsito realizar el diseo
ms adecuado que se ajuste las condiciones climticas donde se va a
establecer y del mismo modo elegir los materiales ms adecuados para
el diseo del deshidratador; por otro lado se requieren.En segunda
instancia la tcnica requerida para la recoleccin de informacin sera
las observaciones directas: la realizacin de mediciones directas es
el mtodo ms preciso para todas las variables[footnoteRef:26].
Bsicamente consiste en el diseo de un formato o formatos que
permitan llevar el seguimiento de los distintos datos que va
arrojando las pruebas de secado que se realizan en el deshidratador
y posteriormente hacer los clculos requeridos para el desarrollo de
las variables, las cuales determinan los parmetros de
funcionamiento de la estructura. [26: FAO, Directrices Para la
Recopilacin Sistemtica de Datos ( en linea)]
9. PERSONAS QUE PARTICIPAN EL PROYECTO
David Felipe Londoo Martnez (director)Carlos Mauricio correa
Tovar (autor)Heira Johalis Gonzlez Roa (autor)
10. PRESUPUESTO
A continuacin, se da a conocer cada una de las especificaciones,
acerca del material, utensilios, herramientas, etc., que
posiblemente se necesitan para la elaboracin y, funcionamiento de
este proyecto,
10.1 MATERIALES Y HERRAMIENTAS.
Est representado en los materiales y herramientas necesarias
para llevar a cabo nuestro proceso de construccin del deshidratador
solar.NO HAN DEFINIDO COMO VA HACER EL PROTOTIPO PERO YA TIENEN
PRESUPPUESTO????
Tabla 2. Costos de materiales y herramientas.
ITEMDESCRIPCIONCANTIDADVALOR UNITARIOVALOR TOTAL
1Angulo galvanizado41250050000
2Galn de pintura esmalte negro13900039000
3Brocha233006600
4Pliego de lija110001000
5Flexmetro de 5 metros180008000
6Bisagras de 3"217503500
7Malla plstica3600018000
8Tornillos 1/2 "2070014000
9Broca138003800
10Segueta188008800
11Plstico agroplas155685568
13Termmetro acero inoxidable13800038000
14Teja lamina zin3700037000
TOTAL165418233268
Fuente: Ferretera Alemana.10.2 PAPELERA
Comprende toda la parte de elementos necesarios para la toma de
apuntes, anotaciones, anlisis, e implementos tiles para la buena
realizacin y entrega de nuestro informe final.
Tabla 3. Costos de papelera.
CONCEPTOCANTIDADVALOR UNITARIO ($)VALOR TOTAL ($)
Esferos21.5003.000
Fotocopias100505.000
Rotulador22.0004.000
Carpetas28001.600
Cosedora13.0003.000
Perforadora14.0004.000
Colbon12.0002.000
Tabla de notas15.0005.000
Cinta adhesiva13.0003.000
Folder220.00040.000
Sobres de manila53001.500
Papel carta- resma112.00012.000
CDs para grabar la informacin21.5003.000
Folletos301.00030.000
Cartulinas51.2006.000
Impresiones10020020.000
TOTAL67.750143.100
Fuente: Los autores.
10.3 INVERSIN TOTAL PROYECTOEn esta parte, se hace referencia a
la inversin total de los posibles gastos a asumir en el transcurso
de la realizacin de este proyecto.
Tabla 4. Inversin total del proyecto.
CONCEPTOVALOR TOTAL ($)
Materiales y herramientas$ 233.268
Papelera$ 143.100
TOTAL$ 376.368
Fuente: Cotizaciones varias.
11. CRONOGRAMA
Grafico 8. Cronograma de actividades
Fuente. Los autores12. BIBLIOGRAFA
JUSTIPARAN, Am@sandos, Kolectivo. 2012. Lo que Somos . Las
Frutas Tropicales. [En lnea] 4 de 2012. [Citado el: 20 de 4 de
2014.]
http://www.loquesomos.org/index.php/es/amasando/lo-que-comemos/3240-las-frutas-tropicales.Aznar
Acosta, Juan. Recursostic. Ciencias De la Naturaleza. [En lnea]
[Citado el: 20 de 4 de 2014.]
http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/2esobiologia/.CORPORINOQUIA
.Plan de ordenacin y manejo del municipio de Yopal, 2010. Captulo
3. pg. 16.Domingo , Agustn. 2011. Apuntes de Transmicion del Calor.
Madrid: Univesidad Politecnica de Madrid, 2011.DURAN, y otros.
2012. Industrias de Alimentos R & R. [En lnea] 6 de 6 de 2012.
[Citado el: 10 de 4 de 2014.]
http://industriasdealimentosrr.blogspot.com/2012/06/propiedades-organolepticas-de-los.html.EMERSON
CLIMATE TECHNOLOGIES. Fidena. Manual tecnico de Refrigeracion. [En
lnea] [Citado el: 22 de 4 de 2014.]
http://www.fidena.edu.mx/biblioteca/LibrosMaquinas/libros%20curricula/7o.%20semestre/Refrigeracion%20II/Manual%20Tecnico%20de%20Refrigeracion/13%20Psicrometria.pdf.FAO.
Depositos de Documentos de la FAO. [En lnea] Departamento de
Agricultura. [Citado el: 20 de 4 de 2014.]
http://www.fao.org/docrep/w5975s/w5975s08.htm.. Directrices Para la
Recopilacin Sistemtica de Datos. [En lnea] [Citado el: 20 de 05 de
2014.] http://www.fao.org/docrep/005/x2465s/x2465s08.htm.GOBERNACIN
DE CASANARE Corporinoquia. Environmental Ingenieros Consultores
LTDA. Plan de ordenamiento territorial del municipio de Yopal.
1998. Captulo 2.JUSTIPARAN, Alejandro. 2009. Siempre Historia. El
Hombre Primitivo del Paleoltico al Neoltico. [En lnea] 8 de 12 de
2009. [Citado el: 09 de 04 de 2014.]
http://www.siemprehistoria.com.ar/2009/12/el-hombre-primitivo-del-paleolitico-al-neolitico/.MAUPOEY,
Pedro. 2001. Introduccin al Secado de Alimentos por Aire Caliente.
Valencia: Unicersidad Politecnica de Valencia, 2001. pg.
218.RAMIREZ, Alberto. VIA, Gerardo. Limnologia colombiana, 1998.
pg. 242.
UPTC. Universidad Pedaggica y Tecnolgica de Colombia. [En lnea]
[Citado el: 14 de 04 de 2014.]
http://biblio.uptc.edu.co:2048/login?url=http://search.proquest.com/agriculturejournals/docview/1291062308/FDF3D097ACFE455EPQ/1?accountid=43790#center.
ES UN BUEN ESFUERZO, PERO AUN LE FALTA MUCHO TRABAJO!
1. Desarrollar con claridad cual es el problema que van a
resolver.2. Determinar cuales son los productos que van a hacer
parte del experimento, en algunas partes hablan de frutas y en
otras de semillas, hablan de caf y cacao y despus hablan de forma
general. Para efectos de practicidad elijan un producto
solamente.3. Hagan referencia a los gremios y a las problemticas
que en ellos existe, de pronto as delimita su investigacin gremio
de la pia, cacao, caf, ctrico, promisorio, yuca, pltano, etc, lo
que vayan a trabajar.4. Determinen una escala, es decir delimiten
su secador, para 1 tonelada semanal, una diaria, 11 semanales, no
se lo que ustedes consideren que pueden secar y que tenga
mercado.5. Donde estn los procesos de gestin de calidad inmersos en
el proyecto, recuerden que son ingenieros y deben contemplar la
normatividad vigente ms cuando se trata de alimentos, hay unas
variables e indiciadores de calidad para su seguimiento, como las
incorporan en el proceso de inocuidad 6. Definan un diseo
metodolgico de experimentos, lean este tema diseo de experimentos
(matrices de incidencia cruzada), para establecer experimentos
multivariables)
