Construcción y evaluación de un secador híbrido solar biomásico

Abstract

El presente trabajo describe el diseño, construcción y operación de un secador híbrido solar-biomásico en la ciudad de Tuxtla Gutiérrez con el uso de herramientas computacionales como SolidWorks que permitió hacer ajustes relacionados tanto con los materiales empleados en la construcción del dispositivo como con los parámetros geométricos del sistema. Los objetivos del trabajo fueron, por un lado, lograr el desarrollo de un nuevo dispositivo híbrido de secado donde se incluyeron diferentes fuentes de suministro de energía y su almacenamiento y, por otro, realizar la evaluación experimental preliminar del dispositivo. El secador tiene dimensiones de 2.1 m de altura, 1.40 m de largo y 2.12 m de ancho. Estas dimensiones permitieron que se instalara un termo tanque en la parte superior del dispositivo utilizado para captar energía solar y calentar aire, así como una cámara de combustión en la parte inferior la cual permite disminuir la dependencia que tiene el proceso de secado con la radiación solar y garantiza que se logre una temperatura adecuada para el proceso con calor emitido por la combustión de la biomasa. Además, el secador cuenta con una capa de piedras ubicadas encima de la cámara de combustión y debajo de la cámara de secado para el almacenamiento en forma de calor sensible de la energía. Finalmente, en los laterales del dispositivo se instalaron paneles solares con capacidad de 1000w que producen la energía eléctrica utilizada por el sistema de ventilación, logrando así un índice de aumento en la eficacia del proceso de deshidratación de alimentos. Con este trabajo se contribuye al desarrollo de nuevas y mejores tecnologías para el aprovechamiento de las energías renovables. De acuerdo con los resultados obtenidos en las evaluaciones, se confirma la viabilidad del dispositivo ya que se alcanzaron temperaturas entre 60 y 80ºC en la cámara de secado por lo que se cumple lo establecido en la literatura previa donde se menciona que la deshidratación de productos se realiza en rangos de 50 a 65ºC. This paper describes the design, construction and operation of a hybrid solar-biomass dryer in the city of Tuxtla Gutiérrez using computational tools such as SolidWorks, which allowed adjustments to be made to both the materials to be used in the construction of the device and the geometric parameters of the system. The objectives of the work were, on the one hand, to achieve the development of a new hybrid drying device that includes different sources of energy supply and storage, and on the other, to carry out the preliminary experimental evaluation of the device. The dryer has dimensions of 2.1 m high, 1.40 m long and 2.12 m wide. These dimensions allowed the installation of a water heater in the upper part of the device used to capture solar energy and heat the air, as well as a combustion chamber in the lower part, which allows reducing the dependence of the drying process on solar radiation and ensuring that an adequate temperature is achieved for the process with the heat emitted by the combustion of biomass. In addition, the dryer has a layer of stones located above the combustion chamber and below the drying chamber to store energy in the form of sensible heat. Finally, solar panels with a capacity of 1000w were installed on the sides of the device to produce the electrical energy used by the ventilation system, thus achieving an increase in the efficiency of the food dehydration process. This work contributes to the development of new and better technologies for the use of renewable energy. Based on the results obtained in experimental evaluations, the viability of the device is confirmed since temperatures between 60 and 80ºC were reached in the drying chamber. This means that the temperature levels established in previous literature for food product dehydration are guaranteed.