Método de diseño de un secador de café por convención forzada utilizando simulación dinámica

Abstract

Para determinar la configuración más adecuada del secador a diseñar, se desarrollaron una serie de pruebas experimentales, en las que se tomaron datos de velocidad de secado a diferentes condiciones, y se determinaron propiedades físicas y térmicas de los granos que se cosechan en una finca ubicada en Piedecuesta, Santander. Los parámetros encontrados en el laboratorio se implementaron en un modelo matemático desarrollado con base en las operaciones de transferencia de masa y energía, que intervienen durante el secado, planteando los balances correspondientes para los sistemas involucrados en el proceso. Las ecuaciones del modelo se trataron matemáticamente por medio de la discretización de variables, y el sistema de ecuaciones no lineales obtenido se solucionó codificando un algoritmo en el software MATLAB, en el que se graficaron los perfiles de temperatura y humedad con respecto al tiempo y al espacio. Los resultados fueron comparados con datos reportados, tanto experimentales como provenientes de otras simulaciones, y se validó el modelo propuesto verificando la similitud entre el tiempo final de secado obtenido y el reportado en la literatura. Se realizaron simulaciones para diferentes condiciones y dimensiones del equipo, encontrando que la zona operativa más adecuada para el secador de baja capacidad (180 kg de café lavado), requeriría un flujo de aire de 1754 kg/h y un área transversal del lecho de 0.8 m2.