Diseño en detalle y simulación de un sistema de refrigeración por compresión de vapor para el enfriamiento del mosto en la fabricación de cerveza artesanal.

Villamizar Santa, Wilson Andrés; Basto Arenas, Daniel Francisco

Publicación:
Diseño en detalle y simulación de un sistema de refrigeración por compresión de vapor para el enfriamiento del mosto en la fabricación de cerveza artesanal.

dc.contributor.advisor	Rueda Ordoñez, Yesid Javier
dc.contributor.author	Villamizar Santa, Wilson Andrés
dc.contributor.author	Basto Arenas, Daniel Francisco
dc.contributor.evaluator	Amariz Castilla, Carlos Fidel
dc.contributor.evaluator	Fuentes Díaz, David Alfredo
dc.date.accessioned	2025-11-19T12:34:45Z
dc.date.available	2025-11-19T12:34:45Z
dc.date.created	2025-11-12
dc.date.issued	2025-11-12
dc.description.abstract	La elaboración de cerveza artesanal ha crecido significativamente, impulsando la necesidad de mejorar técnicas tradicionales mediante soluciones de ingeniería. Entre las etapas clave del proceso, el enfriamiento del mosto después del hervido es crucial para evitar problemas como la contaminación bacteriana, la formación de dimetilsulfuro (DMS) y la alteración del perfil sensorial del producto. Este proyecto tiene como objetivo diseñar un sistema de refrigeración por compresión de vapor para reducir el tiempo de enfriamiento del mosto en lotes de 20 litros, comunes en la producción artesanal. Tras el análisis de alternativas, se eligió un sistema que implementa como herramienta de transferencia de calor, un evaporador en forma de serpentín sumergido directamente en el mosto caliente. Se desarrolló un modelo termodinámico considerando parámetros asociados a las condiciones iniciales del mosto y un tiempo objetivo de enfriamiento. Posteriormente se realizó un proceso iterativo en el cual se realizó la simulación mediante herramientas informáticas para obtener los datos que permitieron el dimensionamiento y selección de los subsistemas encargados de cumplir con el requerimiento de la capacidad de enfriamiento. Finalmente, se efectuó un análisis técnico-económico que respalda la viabilidad de implementación del sistema propuesto en contextos reales y confirma que este proyecto representa una inversión estratégica para productores a pequeña escala. los resultados obtenidos validan la pertinencia del diseño propuesto, evidencian su aplicabilidad en la elaboración de cerveza artesanal y demuestran que es posible mejorar el proceso de enfriamiento del mosto mediante un sistema de refrigeración por compresión de vapor. Este diseño busca minimizar los riesgos asociados al proceso térmico, conservar la calidad del producto final y ofrecer una solución práctica y adaptable para los maestros cerveceros.
dc.description.abstractenglish	The production of craft beer has grown significantly, driving the need to improve traditional techniques through engineering solutions. Among the key stages of the process, wort cooling after boiling is crucial to prevent issues such as bacterial contamination, dimethyl sulfide (DMS) formation, and alterations in the product’s sensory profile. This project aims to design and simulate a vapor compression refrigeration system to reduce the cooling time of 20-liter batches of wort, which are common in craft production. After conducting an alternatives analysis, the selected system employs a coil-type evaporator immersed directly in the hot wort as the heat transfer tool. A thermodynamic model was developed considering parameters related to the initial conditions of the wort and a target cooling time. An iterative process was later performed, in which simulations were carried out using computational tools to obtain the parameters required for the sizing and selection of the subsystems responsible for meeting the cooling capacity demand. Finally, a technical and economic analysis supports the feasibility of implementing the proposed system in real contexts, confirming that this project represents a strategic investment for smallscale producers. The results validate the relevance of the proposed design, demonstrate its applicability in craft beer production, and show that it is possible to improve wort cooling through a vapor compression refrigeration system. This design seeks to minimize risks associated with the thermal process, preserve the quality of the final product, and provide a practical and adaptable solution for brewmasters.
dc.description.degreelevel	Pregrado
dc.description.degreename	Ingeniero Mecánico
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/46553
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeníerias Fisicomecánicas
dc.publisher.program	Ingeniería Mecánica
dc.publisher.school	Escuela de Ingeniería Mecánica
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.uri	https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Refrigeración por compresión de vapor
dc.subject	enfriamiento de mosto
dc.subject	cerveza artesanal
dc.subject	transferencia de calor
dc.subject.keyword	Vapor compression refrigeration
dc.subject.keyword	wort cooling
dc.subject.keyword	craft beer
dc.subject.keyword	heat transfer
dc.title	Diseño en detalle y simulación de un sistema de refrigeración por compresión de vapor para el enfriamiento del mosto en la fabricación de cerveza artesanal.
dc.title.english	Detailed design and simulation of a vapor compression refrigeration system for wort cooling in craft beer manufacturing.
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
dspace.entity.type	Publication