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Título : Diseño y construcción de un modelo de máquina para la fabricación de briquetas a partir de residuos de café (borra), para estudio de su poder calorífico como posible sustituto del carbón vegetal.
Autor : Analuisa López, Darwin Santiago
Hernández Gavilanes, Edison Vinicio
Director(es): Balseca Sampedro, Otto Fernando
Tribunal (Tesis): López Ortiz, Santiago Alejandro
Palabras claves : MÁQUINA BRIQUETADORA;PODER CALORÍFICO;RESIDUOS DE CAFÉ (BORRA);BIOCOMBUSTIBLE;BRIQUETA
Fecha de publicación : 7-feb-2018
Editorial : Escuela Superior Politécnica de Chimborazo
Citación : Analuisa López, Darwin Santiago; Hernández Gavilanes, Edison Vinicio. (2018). Diseño y construcción de un modelo de máquina para la fabricación de briquetas a partir de residuos de café (borra), para estudio de su poder calorífico como posible sustituto del carbón vegetal. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba.
Identificador : UDFM;15T00682
Abstract : It is designed and built a model of briquetting machine for the elaboration of briquettes from coffee residue (lees) with the objective to calculate the caloric power for comparing with the heat power of vegetal charcoal like a possible substitute of the same. For the study and previous design of the briquetting machine were investigated the briquetting processes and the briquetting existent in the market, obtaining like a better alternative the semi-industrial process, the same that is adapted to the settled requirements, for its design the methodology of conceptual design, which points the routes for the machine design, to this methodology were added specific methods like: the house of quality, functional analysis and morphological matrix, calculation of machine structure, selection of pneumatic components, etc. The most of the machine is built in structural steel material that fulfils the function for the machine is created. Once obtained the lees of coffee briquettes was carried out the heat power test through the calorimetric bomb and by the energy equation method of food for which it is necessary to do a bromatological analysis the same that was done by the petroleum, Energy and Contamination Department of Universidad Central from Ecuador, and in the lab of CESTTA of Facultad de Ciencias from ESPOCH respectively, also humidity and volatile ashes percentages were obtained, all those tests were done to the briquettes in order to determine if the same fulfil with the established requirements in the Colombian standard NTC 2060, because in our country there is no a standard related to the briquettes elaboration. Finally, a study about the amount of raw material of coffee residue in the city of Riobamba was carried out. As a result, a gross heat value of 17.62 MJ/kg was obtained, being the theoretical value, confirming with this result that it can be a substitute for vegetal charcoal since it will be used in the generation of heat energy, it is suggested that for obtaining more efficient briquettes, the use of higher pressure and temperature in the compaction process of the same.
Resumen : Se diseña y construye un modelo de máquina briquetadora para la elaboración de briquetas a partir de residuos de café (borra) con el objetivo de calcular el poder calórico para posteriormente compararlo con el carbón vegetal como un posible sustituto del mismo. Para el estudio y previamente diseño de la máquina briquetadora se investigó los procesos de briquetado y máquinas briquetadoras existentes en el mercado, obteniendo como mejor alternativa al proceso semi industrial el mismo que se adapta a los requerimientos planteados. En el diseño de la máquina briquetadora se utilizó la metodología del diseño conceptual, el cual señala las rutas para el diseño de la máquina, a esta metodología también se le añadió métodos específicos como la casa de la calidad, análisis funcional y matriz morfológica, cálculo de la estructura de la máquina, selección de componentes neumáticos, etc. La máquina en su mayoría está construida en acero estructural que es un material que por sus propiedades cumple satisfactoriamente para la función que se destina a la máquina. Una vez obtenidas las briquetas de borra de café se realizó el ensayo de poder calorífico mediante la bomba calorimétrica y por el método de la ecuación de la energía de los alimentos para lo cual es necesario realizar un análisis bromatológico, las mismas que fueron realizadas por el Departamento de Petróleos Energía y Contaminación de la Universidad Central del Ecuador y el Laboratorio del CESTTA de la Facultad de Ciencias de la ESPOCH respectivamente, además se obtuvo el porcentaje de humedad y cenizas volátiles con el fin de determinar si las mismas cumplen con los requisitos establecidos en la norma colombiana NTC 2060, ya que en nuestro país no existe una norma que esté relacionada a la elaboración de briquetas. Finalmente se realizó un estudio de la cantidad de materia prima de residuos de café en la ciudad de Riobamba y se obtuvo un poder calorífico bruto de 17,62 MJ/Kg siendo este el valor teórico, cuyo resultado manifiesta que si puede ser un posible sustituto del carbón vegetal ya que se utilizará en la generación de energía calorífica, se sugiere no utilizar aglutinante ya que disminuye el poder calorífico de la briqueta proponiendo aumentar la presión y temperatura en el proceso de compactación de las mismas.
URI : http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/9206
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