Diseño y construcción de un prototipo de sistema de bomba de calor para una secadora de cacao rotativa de flujo constante. - Zhigui Loja, Carlos Alfredo (2021)
El presente trabajo surge de desarrollar un nuevo método de secado artificial a los ya conocidos, como es el secado solar y el secado artificial utilizando combustible diésel o gas, se indica estos por ser los más usados en la Ciudad de Machala y además de ayudar con una meta en el plan estratégico del Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias (INIAP) que establece que para el año 2018 -2022 en la agroindustria se desarrolle al menos una tecnología para el secado del cacao. Para el diseño del prototipo de sistema secado por bomba de calor primero se estableció un modelo numérico donde se resolvió las ecuaciones diferenciales parciales basadas en la segunda ley de Fick y la ecuación de conducción de calor de Fourier por elementos finitos utilizando Matlab, a estas resoluciones se añadieron las propiedades del aire húmedo y el balance de masa en un secador, para predecir el comportamiento de la temperatura y la humedad del aire de secado dentro de la cámara y de la variación de la humedad de las pepas de cacao en función del tiempo. A partir del modelo numérico se pudo enlazar con las ecuaciones termodinámicas de la bomba de calor y los conceptos de pérdidas de carga en los ductos para su diseño y poder establecer los flujos y las temperaturas en cada tramo del sistema. De la construcción del prototipo se realizaron pruebas para validar el modelo numérico de la variación de humedad de las pepas de cacao en función del tiempo y se obtuvo un error relativo medio de 10,88 % con respecto al experimental. Además, se obtuvo el error medio relativo de la temperatura y humedad a la salida de la cámara de secado de 4,32 y 10,5 % respectivamente. Con respecto al tiempo de secado se obtuvo una humedad en las pepas de cacao de un 8% en un tiempo de 21 horas, al comparar con el secado solar se obtuvo una reducción 30 % del tiempo.