1. Repositorio Institucional del Tecnológico Nacional de México (RI - TecNM)
2. Tesis de Posgrado
3. Morelos
4. Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico
5. Tesis CENIDET
6. Tesis Doctorado
7. Tesis de Doctorado en Ingeniería Mecánica

Título :	Secador híbrido solar-gas para granos de café
Autor :	Santizo Díaz, Danier%886448
metadata.dc.subject.other:	Secado de café en patio, secado de café solar, energía específica del secado de café, secado de café en invernadero, secado de café pergamino, secado de café en la sierra mariscal, secado de café con hibrido solar, calor solar para el secado de café, calentador solar para el secado de café, secado de café en la Sierra Mariscal-Chiapas
Fecha de publicación :	2025-08-28
Editorial :	Tecnológico Nacional de México
metadata.dc.publisher.tecnm:	Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico
Descripción :	La Sierra Mariscal en Chiapas es una zona considerada con alto índice de marginación, dentro de sus principales actividades económicas está la producción de café, logrando generar empleos en la temporada de cosecha y secado. La zona cuenta con un clima tropical que favorece a la producción de café, sin embargo, prolonga los tiempos de secado debido a las naturales fluctuaciones del recurso solar. Para comercializar el café es importante cumplir con normas de calidad que se definen en el método de secado. En este trabajo se presenta un estudio de viabilidad termo-económica del secado de granos de café con un secador híbrido solar-gas optimizado, en la Sierra Mariscal en Chiapas en términos de los costos de secado y el tiempo de retorno de la inversión, considerando la fracción solar, y la energía específica. El secado basado por lotes utilizando el secado en patio e invernadero abierto, como referencias. El diseño del secador considera tecnología de calentamiento solar de aire y solar-agua con almacenamiento de energía acoplado a un auxiliar de gas. El secador híbrido propuesto se optimizó para cubrir una demanda energética de 5.36 MJ/kg, para secar 90.5 (500.0 kg/lote), 31.0 (174.0 kg/lote) y 21.0 (63.0 kg/lote) lotes buscando reducir los costos de secado y el tiempo de retorno de la inversión en la temporada de cosecha. El método de optimización se realiza mediante un análisis paramétrico y nomogramas de diseño para los calentadores solar-aire y solar-agua que complementan al secador híbrido solar-gas. Los nomogramas relacionan la fracción solar, la energía útil, el costo de secado y el retorno de inversión con la razón de uso y razón de volumen para el calentador solar-agua con almacenamiento; y para el calentador solar-aire, el área de captación solar. El menor costo de secado con el calentador híbrido resultó de 2.97 $/kg con un tiempo de retorno de inversión de 63.5 años secando 90.5 lotes (500.0 kg/lote) en la temporada de cosecha. El secador híbrido logra reducir el costo de secado 51.0-63.0% comparado con el costo obtenido por encuestas a los caficultores de la región. El calentador híbrido logra secar 3.0 y 4.11 veces más que el secado en patio y en invernadero en la temporada de cosecha, aunque el costo de secado incrementó 1.8 y 2.65 respectivamente, debido al costo de mano de obra. El menor costo de secado se logra a mayor capacidad de secado con un tiempo de retorno de inversión similar al patio e invernadero debido al mayor flujo de efectivo por venta del café seco, cumpliendo las normas sanitarias. El calentador híbrido solar-gas logra una fracción solar óptima de 0.43, con una energía útil solar de 354.0 kWh/m2 -a, para 90.5 lotes, lo que resulta en un área de captación solar hibridada de 130.0 m2 con un costo de secado de 2.97 $/kg. Se observó que, la fracción solar disminuyó de forma exponencial de 0.90 a 0.43 cuando la demanda de secado incrementó de 22.0 a 90.5 lotes. El calentador solar-agua con almacenamiento térmico presentó una fracción solar óptima de 0.16, una energía útil de 219.89 kWh/m2 -a con una razón de uso y razón volumétrica de 20 l/m2. Lo que resulta en un área de 50.0 m2, con un volumen de almacenamiento de 1.0 m3, un flujo de recirculación de 2,500.0 kg-agua/h para la primera bomba hidráulica y 416.0 kg/h para la segunda. El calentador solar-aire resultó con una fracción solar óptima de 0.27, una energía útil solar de 229.8 kWh/m2 -a, con un área de captación solar-air e 80.0 m2, y un flujo de aire de 1600.0 kg/h. El calentador híbrido solar-gas logra suministrar el 43.0% de la demanda energética con energía solar y el 57.0% con gas L.P, para secar 90.5 lotes (45,250.0 kg) en la temporada de cosecha con un costo de secado de 2.97 $/kg. El secador híbrido solar-gas logra secar mayor cantidad de lotes comparado con el patio e invernadero en la temporada de cosecha con un costo de recuperación de la inversión similar, cumpliendo las normas sanitarias.
metadata.dc.type:	info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
Aparece en las colecciones:	Tesis de Doctorado en Ingeniería Mecánica

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