planificación y diseño de una planta de secado solar para ají

CAPITULO IRESUMEN DEL PROYECTO

RESUMENEn el presente trabajo se desarrolla el proceso deplanificación, diseño, y análisis de costos unitarios,de una planta de secado para AJÍ, tomando comoreferencia un módulo de secador solar tipo túnel aventilación forzada que se ubicará en el Distrito deITE –Tacna – Perú.

LOCALIZACIÓN DE LA PLANTAEsta planta de secadoformará parte delComplejoProductivoAgroindustrial del Distritode Ite, y ha de contribuiren la cimentación de losplanes de desarrollosostenible y de ciudadeslimpias en estajurisdicción distrital.ITEITE

VOLUMEN DE PRODUCCIÓNEl distrito de Ite cuentacon900 hectáreas de AJÍ arazón de11,000 Kg./ Ha

EL PROBLEMAEl secado tradicional,expuesto directamente enel suelo y al ambiente libreno solo esta sometido auna permanentecontaminación, sinotambién a pérdidas que enmuchos casos son mayoresal 10% de la producción.

Las deficiencias consisten:Baja Calidad del ProductoIndicadores de contaminaciónPérdidas por depredación deroedores (conejos silvestres), uotros;Pérdidas de las característicasorganolépticas por resecamientodel producto etc.Grado de coloración nouniforme,

OBJETIVOSLa instalación de una Planta que funcione con “SECADORESSOLARES MIXTOS A CONVECCION FORZADA, MODULARES DELTIPO TÚNEL”, que operen utilizando en un gran porcentaje laENERGÍA SOLAR como recurso gratuito, y complementar estaenergía libre, bajo la exigencia de una producción continua, conotro tipo de energía (electricidad o GLP).

CAPITULO IIIANTECEDENTES

La alternativa del secadotécnico solar, representauna solución práctica a laproblemática de la mejoraen calidad y pérdidas delají producido en Ite,habiéndosedesarrolladodiversos modelos desecadores.

ÉPOCA DE COSECHALas cosechas de ají, se producendurante los meses de Febrero, Marzo,Abril, Mayo, Junio y Julio.Estos tres últimos meses se caracterizanpor una disminución de la radiación solar,con días nublados y una persistente lloviznao garúa, pero con algunas horas de soldurante el día, lo que ocasiona que el ajísea trasladado a lugares lejanos, junto a lasladeras de cerros o en lugares inclinados.

CONSECUENCIASOcasiona un Bajo RendimientoMaltrato del productoGastos de TransporteMayor numero de días desecado

CARACTERÍSTICAS DEL PRODUCTOFINALEl ajíseco es un productointermedio que se empleacomo materia prima en laindustria del pimentón opáprika, el ají molido y a laoleorresina de pimentón.

El producto final (AJÍ SECO)tiene un rendimiento de5:1La humedad obtenida delproducto final es deaproximadamente12‐20%

CARACTERISTICAS DEL PRODUCTO• En estado fresco: Cuando se cosecha: 80‐85%de humedad.• Se seca sobre el suelo en capas de 5‐6 kg/m2.• Numero de dias 10‐15 dias de Dic‐Marz• De Abril a Junio 20‐30 dias• Perdidas: entre 15‐25 % ,

Características del secado• Durante las primeras 6 horas el contenido dehumedad disminuye de 3.99 a 3.55 (baseseca)• Ejm para una carga de 330 kg se eliminan 4.8de agua /hora• La humedad relativa del aire aumenta en 10%a 15%• Las condiciones del aire son T=20ºc• Hr= 55%, Tf 35ºC, Hf 65%

• Remover 4.8 kg de vapor requiere317.10 kgde aire seco. Con un caudal de 0.08 m3/s• Velocidad promedio del aire:0.14 m/s• La eficiencia del secador es de 0.58 kg deagua/m2dia• Tiempo de secado de 6‐9 dias (Enero‐marzo) yde 14‐18 días abril ‐ junio

Reducción de mermas• Reducción de mermas del 20% al 5%• El ají se seca desde el 80% al 15%• Así por cada tonelada de ají fresco se obtiene236 kg de ají seco.• Considerando 5% de perdidas se obtiene 224kg y con el 20% solo 189 kg.

CAPITULO IVINGENIERÍA DEL PROYECTO

PROCESO DE DISEÑOPARA EL SECADO SOLAR DE AJI

DIAGRAMA DE BLOQUES DE SIMULACIÓNCOMPUTARIZADA DE UN SISTEMA SOLAR TÉRMICO

INICIOINGRESAR DATAMETEREOLÓGICACALCULAR RAD. DIFUSA YDIRECTACALCULAR RADIACIÓNABSORBIDACALCULAR DEMANDAENERGÍASI Puede unaNOunidad de EISabastecerdemandaREMOVERREQUERIMIENTO DESDEEL ALMACENAMIENTOCompletarcálculos para8760 hrAYUDA DE ELEMENTOAUXILIAR PARACUBRIR DEFICITCALCULAR ENERGÍA ÚTILQuCALCULAR EL COSTO ANUAL DELCALENTAMIENTO SOLAR(Cse = costo anual / Energía anual entregada)FIN

COMPONENTES BÁSICOS DE UNPOLICARBONATOTRANSPARENTEMUESTRA ASECARSECADOREstructura : En tubería de fierro cuadrado ,ángulos defierro de soporte, completamente modular ydesmontable., con cubierta protectora en pinturaanticorrosiva y al horno y/o epóxicaMALLA METALICAMALLA METALICACALAMINA

DIMENSIONES DEL CABEZAL MODULAR DELSECADOR

ESTRUCTURA DE LA BASE Y DE LA MALLA DESOPORTE DEL PRODUCTO

ESTRUCTURA DEL ANCLAJE DE LOS PILARESPerfilMetálicoPerno MetálicoPilar(madera o fierro)AnclajeMetálicoBase Compactada(terreno natural)

CORTE LONGITUDINAL DELSECADORCARACTERÍSTICAS:Sistema mixto con precalentamiento solar y circulación forzada.Superficie bruta ocupada:12 m2 de área de COLECTOR SOLAR.48 m 2 de área de SECADO.12m 248m 2 Energía auxiliar :VENTILADOR12m 2 CENTRIFUGO48m 2COLECTOR PLACAMODULO DEMETALICASECADOEnergía auxiliar :Solo en caso de procesoscontinuos (GLP)Forma de operación:Por tandas

PROCESO SIMULADO DEL FUNCIONAMIENTO DELA PLANTA DE SECADOEDIFICACION EXISTENTEPLATAFORMA DE DESCARGA DE PRODUCTOPRODUCTO FINALAJI SECO 7‐8% HoPLATAFORMA DE CARGA DE PRODUCTO

Secador tipo túnel a ventilaciónforzadaCaracterísticas

Dimensionamiento• Capacidad: 900‐100kg.• Ventilador centrifugo, motor 1/3HP• Remocion de agua de 57 kg/ primeras horas.• Velocidad del aire a la salida 0.6m/s ( 1.5‐2.5m/s)• Caida de presion 50‐100 Pa• Densidad de carga: 13‐16 kg/m236

Características de secado• Tiempo de secado: 7‐9 días y 12 a 14 días.• Remover el producto cada 4 a 5 días• Cubriendo entrada de ventilador se regulaflujo.• Tener cuidado con el suministro deelectricidad (cortes ) abrir ventanas.• Rentabilidad 20%

CAPITULO VIANÁLISIS ECONÓMICO

CALCULO DEL AHORRO DECONSUMO DE ENERGÍATeniendo en cuenta la relación de1:5 de materia prima con productoterminado se estima que seahorran alrededor deS/.1054.1 por año

CÁLCULO DE INGRESOS POR AJÍ SECOOBTENIDO CON MEJOR CALIDADSe asume que se puede pagar S/.1más por kilo a compradores anivel nacional ya que no sería unproducto “DE CHACRA” sino unproducto que puede ser vendidodirectamente a consumidor finalAsumiendo eso se puedetener ingresos adicionales deS/. 7200 anuales solamentede ají seco.

CÁLCULO DEL FINANCIAMIENTOEl secador solar tiene un costo deS/. 15 000.00El financiamiento se puede realizara través de una entidad bancaria auna tasa de interés del 11% en unperíodo de 10 años

VARIABLES ECONOMICASSe calculó: VAN = S/. 15.665,83con una vida de 10 años para elproyecto.Este valor positivo nos indica queconviene realizar la inversión parael diseño del secador solar.Se calculó: TIR = 31%El diseño y utilización del secadorsolar es rentable en los 10 años delproyecto.

AJÍ ME QUEDO!GRACIAS

ANEXOSCÁLCULOS ECONÓMICOSPARA DETERMINAR ELVAN Y EL TIR

CALCULO DEL AHORRO DECONSUMO DE ENERGÍAkg Relacion 5:1 Q=mc(T2‐T1) 3606 0.45DÍAS TANDA Aji frescoAji seco Cant. Agua Energía ahorradaobtenido Extraída en KJKW ahorrados S/.5 1 1000 200 800 234640 65 29.281 mes 30 6 6000 1200 4800 1407840 390 175.69INGRESO AL AÑO 1054.1(Época de cosecha 6 meses)

CÁLCULO DE INGRESOS POR AJÍ SECOOBTENIDO CON MEJOR CALIDADCALCULO DE INGRESOS ANUALES POR VALOR AGREGADODÍAS TANDA Aji frescokg Relacion 5:1 10% 1Aji secoobtenido porequipo desecado solarAji secoobtenido porsecadotradicionalPérdidas que se gananen comparacion con elsecado tradicional 10%Precio S/.adicionalc/ valoragregado5 1 1000 200 180 20 2001 mes 30 6 6000 1200 1080 120 1200INGRESOS AÑO 7200(Época de cosecha 6 meses)

CALCULO DEL FINANCIAMIENTOTasa de Interes 11%Período Años: 10AÑO CUOTA INTERES AMORTIZ SALDO0 15000,00 FINANCIAMIENTO1 3150 1650 1500 13500,00 PARA EL SECADOR2 2985 1485 1500 12000,003 3150 1320 1500 10500,004 2985 1155 1500 9000,005 2820 990 1500 7500,006 2325 825 1500 6000,007 2160 660 1500 4500,008 2325 495 1500 3000,009 2160 330 1500 1500,0010 1995 165 1500 0,00

FLUJO DE CAJA PROYECTADO A 10AÑOSProyección de Ventas Año 0 Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5 Año 6 Año 7 Año 8 Año 9 Año 10TOTAL INGRESOS 0,00 8254,12 8254,12 8254,12 8254,12 8254,12 8254,12 8254,12 8254,12 8254,12 8254,12Ingresos Anuales por Valor Agregado 7200,00 7200,00 7200,00 7200,00 7200,00 7200,00 7200,00 7200,00 7200,00 7200,00Ingresos por ahorro de Energía 1054,12 1054,12 1054,12 1054,12 1054,12 1054,12 1054,12 1054,12 1054,12 1054,12OPERACIÓNInversion Fija del Equipo 15000 15000,00Gastos Variables (mantenimiento 1%) 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00Interes del Financiamiento 1650,00 1485,00 1320,00 1155,00 990,00 825,00 660,00 495,00 330,00 165,00TOTAL DE EGRESOS 15000,00 2150,00 1985,00 1820,00 1655,00 1490,00 1325,00 1160,00 995,00 830,00 665,00UTILIDAD BRUTA ‐15000,00 6104,12 6269,12 6434,12 6599,12 6764,12 6929,12 7094,12 7259,12 7424,12 7589,12AMORTIZACION FINANCIAMIENTO 0,00 1500,00 1500,00 1500,00 1500,00 1500,00 1500,00 1500,00 1500,00 1500,00 1500,00FLUJO NETO ‐15000 4604 4769 4934 5099 5264 5429 5594 5759 5924 6089IMPUESTOS 19% 1159,78 1191,13 1222,48 1253,83 1285,18 1316,53 1347,88 1379,23 1410,58 1441,93UTILIDAD NETA 4944,34 5077,99 5211,64 5345,29 5478,94 5612,59 5746,24 5879,89 6013,54 6147,19