Diseño y construcción de un deshidratador eléctrico de manzana para la Empresa Machine Learning en el Municipio de Luribay

Abstract

El constante desperdicio de la manzana o una nueva iniciativa de desarrollo de este producto en el municipio de Luribay y Bolivia es el objetivo principal del presente proyecto de grado, razón por la cual se diseñó y construyó un deshidratador eléctrico con circulación de aire caliente forzado, utilizando foco halógeno – cuarzo incandescente, aplicado a las rodajas de manzanas. Se realizaron los cálculos utilizando fórmulas de termodinámica, transferencia de calor y mecánica de fluidos, partiendo de un rango de temperatura de 60 a 80 °C considerado para la deshidratación de frutas. Se seleccionaron como parámetros de análisis la temperatura de deshidratación a 70 °C, el caudal proporcionado por el ventilador y la humedad relativa del aire en el interior de la cámara de secado. Mediante las variables antes citadas, se obtuvo que para una capacidad de 30 kg de rodajas de manzana se necesitan 20 bandejas portables. Se implementaron 6 focos halógenos de cuarzo incandescente, con una capacidad de 4,5 kW regulables en calor, así como se dimensionaron y seleccionaron 3 ventiladores de 459/510 m³/h con un sistema de control electrónico de flujo de aire caliente utilizando un sensor analógico que interactúa con un control electrónico, el cual permite mantener la temperatura de operación en el interior de la cámara y controlar así la temperatura y el tiempo de forma óptima. Se elaboraron los procesos de fabricación y montaje, los cuales están documentados en sus respectivas hojas de proceso. También se evaluó el costo de la máquina, considerando los materiales, el costo del uso de las máquinas, herramientas, los insumos, la mano de obra tanto en la fabricación como en el montaje y los imprevistos, llegando a la suma de 1996,02 $ = 13812,19 Bs. Las pruebas realizadas proporcionaron datos satisfactorios, alcanzando un contenido de humedad inicial del 85,02 % y un contenido de humedad final del 17,95 % en las rodajas de manzana, respectivamente, con un tiempo de secado de 3 horas. Esto se comparó con el cálculo teórico de 2 horas y 28 minutos, mostrando un rango alto de eficiencia. El tiempo de proceso total por carga fue de 3 horas y 11 minutos, con una producción de 11,25 kg de fruta seca en una jornada menor a 8 horas diarias. Debido a su tamaño, costo, control de temperatura y tiempo, así como a su fácil mantenimiento, puede ser utilizado perfectamente por pequeños productores para mejorar su productividad y participación en el mercado nacional, ya que es capaz de deshidratar cualquier tipo de fruta.