Diseño de un secador por aspersión a escala piloto como etapa final de la línea de producción de biopesticidas en polvo a partir de residuos de quinua

Abstract

El uso de los residuos del escarificado de la quinua es una idea innovativa aplicada a dos campos: El primero, darle un valor agregado como biopesticida, un producto orgánico muy competitivo comparado con los pesticidas de origen químico. El segundo, reducir la contaminación ambiental atmosférica, de suelos como de las aguas, donde estos residuos se dispersan. Este proyecto propone el diseño a escala piloto del proceso de secado por aspersión del extracto de saponinas a partir del mojuelo (residuo del escarificado de la quinua). Para este fin, se recurre al modelado de dicha operación unitaria, recurriendo a balances de masa y energía a nivel macro y micro. Dicho modelado es respaldado y complementado a la vez con el diseño experimental aplicado también al proceso de secado en cuestión. El cuerpo del proyecto comienza con la caracterización del extracto de saponina como materia prima, todas las propiedades físicas medidas fueron utilizadas en el modelo matemático, la resolución de dicho modelo matemático lanzó una serie de resultados importantes para el diseño del proceso a escala de laboratorio; desde propiedades físicas en la entrada, punto crítico y salida tanto en las corrientes de alimentación como en el flujo de aire; datos técnicos para el atomizador; y principalmente el conjunto de dimensiones de la cámara de secado, los cuales fueron validados con las dimensiones reales del sistema. El diseño experimental ayudó a la obtención de los parámetros recomendables de operación. Con todos los resultados de la simulación se obtuvo el diseño del secador a escala piloto aplicado a criterios de similaridad geométrica, cinemática y dinámica. Obteniendo las dimensiones del proceso, y los parámetros de operación; también se obtuvo el diseño de los accesorios: ciclón, bomba peristáltica y extractor de aire. Analizando el rendimiento energético en un sistema abierto y cerrado se obtuvo una matriz de resultados para el requerimiento energético y económico tanto para el uso de energía eléctrica como gas natural. Finalmente, el proyecto muestra las características del producto final cuyo diseño experimental mencionado anteriormente destaca que el contenido de saponina no se modifica de forma notoria y además alcanzando una mínima humedad para su presentación.