Diseño y construcción de un prototipo de secador solar automatizado para la deshidratación del lechuguín (eichhornia crassipes)

Abstract

El Eichhornia crassipes se establece como una planta acuática invasiva que presenta un riesgo para el ecosistema, su biomasa seca ha sido estudiada por su capacidad en procesos de fitorremediación y absorción de metales pesados en el tratamiento de aguas residuales. En el presente trabajo de titulación se diseñó y construyó un secador solar indirecto con recirculación forzada para el secado de 3kg de Eichhornia crassipes, en la planta de tratamiento de aguas residuales de la UTN. Para el diseño del secador se caracterizó al producto, obteniendo las curvas de secado, el calor necesario requerido para secarlo, datos de irradiancia, y el calor útil del colector de 2 m^2. Previo a la construcción se realizó un análisis estructural y planos de la cámara, bandejas y el colector. A continuación se construyó el secador con una campana que conecta al ventilador con el colector, este último tiene deflectores para la distribución uniforme de aire en la cámara, la recirculación se la hizo con un tubo tricapa que va desde la cámara de secado hasta la boca de absorción del ventilador. Con sensores programados y automatizados se evaluó el funcionamiento y se planteó tres casos, en el caso 1 se usó el ventilador y el tubo de recirculación, el caso 2 el ventilador sin el tubo y en el caso 3 por convección natural. El secador en el caso 1, 2 y 3 arrojó valores de temperatura en el colector de 40°C, 41°C y 51°C respectivamente, viéndose reflejados en la generación de energía del colector de 1.95 kJ y 2.98 kJ en el caso 1 y 2 respectivamente mientras que para el caso 3 fue de 3.77 kJ. El flujo másico aumentó con el ventilador, haciendo que la temperatura de la cámara para el caso 1 tenga una media de 36°C y para el caso 2 de 40°C. Finalmente el mejor FIT fue para el caso 1 tanto de la cámara de secado con 82% como del colector con 74%, con un tiempo de secado de un día y seis horas, con una eficiencia del sistema de 0.46, evidenciándose en la pérdida de más de mitad de la masa de agua contenida en el producto en las primeras 6 horas de funcionamiento. El flujo másico aumentó por el ventilador dando como resultado temperaturas elevadas en la cámara de secado. Finalmente al funcionar el sistema con el ventilador el gasto energético es mínimo comprado con deshidratadores convencionales.