Ingeniería agrícola
URI permanente para esta colección
Examinar
Examinando Ingeniería agrícola por Tipo "proyecto fin de carrera"
Mostrando 1 - 20 de 21
Resultados por página
Opciones de ordenación
Ítem Aireación bajo condiciones ambientales de alta humedad relativa y baja temperatura para la conservación de maíz amarillo almacenado(1999) Recio Loría, Mario; Jiménez Chacón, RonaldÍtem Análisis del secado, el equilibrio higroscópico y la torrefacción de los granos de cacao(2019-04-09) Vargas Fernández, Rebeca; Vargas Elías, Guillermo AsdrúbalEl cultivo del cacao en Costa Rica, se concentra en las provincias de Limón, Alajuela y Puntarenas, sumando aproximadamente 3.169,6 ha sembradas. El presente trabajo tiene como objetivo general desarrollar un modelo matemático para representar la cinética de secado y la pérdida de masa del cacao durante el tostado. Específicamente se determinó el efecto de la temperatura en la rapidez del secado en una capa delgada de granos de cacao a 5 temperaturas (35,45, 55, 65 y 75 ºC). Posteriormente, se estableció una relación de equilibrio entre el contenido de humedad del cacao y la humedad relativa del aire. Se evaluaron los métodos estático y dinámico con el fin de disminuir el contenido de humedad de los granos y su efecto en la menor humedad relativa. Por último, se determinó la cinética de la pérdida de masa asociada al calentamiento de los granos de cacao durante la torrefacción, donde se evaluaron los modelos estadísticos de Vargas –Elías y Abarca; utilizados para describir originalmente el tueste en granos de café. Se comprobó que el modelo que mejor describe el comportamiento de los datos es el de Midilli, determinándose el efecto de la temperatura del aire en la rapidez de secado donde la ecuación de Arrhenius describe adecuadamente la dependencia de la temperatura. Se determinó que el contenido de humedad en equilibrio disminuye conforme se aumenta la temperatura del aire de secado para las muestras obtenidas por el método dinámico; además, se evaluaron varios modelos propuestos y se estableció que el modelo de GAB es el que representa adecuadamente el equilibrio higroscópico de los granos de cacao en desorción. Quedó demostrado que los granos de cacao tienen un comportamiento similar a los granos de café durante la torrefacción.Ítem Análisis poscosecha y procesamiento de la nuez en concha de macadamia (Macadamia integrifolia) en región tropical húmeda de Costa Rica(1999) Vargas Elías, Guillermo AsdrúbalÍtem Análisis y diseño estructural de invernaderos en laderas(2017-05-27) Solís Salazar, ChristianÍtem Caracterización de pellets con fines energéticos elaborados a partir de residuos forestales(2015) Carrillo Paniagua, TonnyÍtem Cinética de la desgasificación del café tostado(2020) Murillo Jiménez, Daniel; Vargas Elías, Guillermo AsdrúbalSe analizó la cinética del CO2, midiendo su liberación a través del tiempo de acuerdo con diferentes tratamientos de nivel de tueste (Claro a 220°C, Moderadamente Oscuro 235 °C y Oscuro 230 °C), temperatura de almacenamiento posterior al tueste (15 °C, 25 °C y 35 °C) y granulometría (Fina, Gruesa, Grano entero), de café. Se compararon diferentes modelos matemáticos de transferencia de masa, modificados para adaptarse al fenómeno en estudio, en su aptitud para describir el proceso de difusión de CO2 en el aire de acuerdo con resultados de sus parámetros estadísticos de las regresiones, comportamiento de residuos y parsimoniosidad; se hizo uso de un modelo exponencial sin modificaciones denotado como Ajuste 3 como punto de comparación neutral o “control”. Finalmente se manufacturó y validó un prototipo micro controlado capaz de medir y registrar diferentes propiedades del aire siendo estas: concentración de CO2, Presión, Humedad Relativa y Temperatura. El tueste fue realizado en un tostador de cilindro horizontal rotativo midiendo y registrando las condiciones de temperatura de tueste, tiempo y pérdida de masa de los granos. Para tueste Claro se reporta 220±0,2 °C; 7,90±0,09 min; 12,84±0,07 %, tueste Medio 230,6±0,4 °C; 9,16±0,14 min; 15,51±0,25 % y para tueste Moderadamente Oscuro 235±0,1 °C; 10,23±0,20 min; 16,65±0,29 %. Estas condiciones revelaron un comportamiento creciente en magnitud conforme aumentó el nivel de tueste con poca variabilidad entre las muestras de un mismo tueste y diferencias en magnitud entre si con desviaciones estándar lo suficientemente pequeñas para afirmar que se alcanzaron tratamientos de tueste distintos. v Cambios en las propiedades físicas del café luego del tueste también fueron medidas para diferenciar mediante los criterios de color, contenido de humedad (base humeda y seca), densidad aparente, densidad real y porosidad, los diferentes niveles de tueste alcanzados. En color se notó un aumento del encafecimeinto de tonos claros a oscuros de los granos conforme aumentaba en nivel de tueste, de acuerdo con la escala de Agtron el tueste Claro se calificó con un SCAA#75, el tueste Medio SCAA#55 y el tueste Moderadamente Oscuro SCAA# 35. En cuanto a los contenidos de humedad tanto en base seca como humeda se evidenció un comportamiento decreciente en magnitud conforme se aumentó el nivel de tueste alcanzado, en base seca se tuvo para tueste Claro 5,05±0,49 %, tueste Medio 3,75±1,06 % y para tueste Moderadamente Oscuro 2,54±0,08 %. El compartimiento decreciente paralelo a aumento del grado de tueste se mantuvo también para las densidades aparentes y reales de los granos, particularmente la densidad real para tueste Claro fue de 758,62±5,47 kg/m3, para tueste Medio 672,30±1,61 kg/m3, y el tueste Moderadamente Oscuro 645,56±4,03 kg/m3. Nuevamente las cercanías de los resultados entre las muestras para un mismo tueste y las desviaciones estándar entre grados de tueste fueron los suficientemente pequeñas para afirmar los diferentes grados de tueste alcanzado. En cuanto a la porosidad se obtuvieron valores similares entre tuestes sin embargo esto concuerda con los valores comparados en la literatura revisada, para este estudio los valores fueron para tueste Claro 44,925±0,003 %, tueste Medio 44,408±0,011 % y para tueste Moderadamente Oscuro 44,747±0,005 %. El análisis estadístico cuantitativo y cualitativo llevado a cabo para evaluar el desempeño de 9 modelos analisados, en donde se llego a la conclusion de que el Ajuste 1, creado a tomando como base la ecuación de Midilli, fue el más adecuado para enfocar el analisis de la cinetica del proceso ya que presentó los parámetros estadíscos aceptables. Sus valores de R2 superaron en la gran mayoría de los tratamientos al resto de los modelos incluyendo al Ajuste 3 con valores de 97,92 % o superiores, y su residuos se calificaron como aleatorios en todos los tratamientos al no mostrar ninguna tendencia aparente. El parámetro (k) ligado a la cinética del proceso fue utilizado para la determinación de las energías de activación, el valor de los resultados fue creciente de acuerdo al nivel de tueste siendo para tueste Claro 27,50 kJ/mol, tueste Medio 29,54 kJ/mol y para tueste Moderadamente Oscuro 34,79 kJ/mol, este comportamiento solo se observó en los Ajustes 1 y 2 destacándolos como los únicos una tendencia termodinámica coherente con la literatura revisada, sin embargo el Ajuste 1 fue superior al el Ajuste 2 en cuanto a parámetros estadísticos y comportamiento de residuos. Su parámetros (k), (a) y (n) mostraron comportamientos dependientes de la temperatura de almacenamiento permitiendo la creación de ecuaciones generales para cada tueste, en función de la temperatura de almacenamiento y el tiempo, al ser sustitudas por expresiones obtenidas apartir del cálculo de la energia de activación con cada una.Ítem Cinética de la masa y expansión volumétrica del frijol en hidratación(2016) Valerio Cubillo, OvidioÍtem Diseño de estructuras en bambú para agricultura protegida(2013) Durán Navarro, JosuéÍtem Efecto del tipo de beneficiado en la torrefacción de los granos de café (Coffea arabica)(2022-03) Barrantes Montoya, Sergio Ignacio; Vargas Elías, Guillermo AsdrúbalEl presente trabajo final de graduación se centró en el análisis de la cinética de secado solar y torrefacción de café lavado, miel y natural, así como de la medición de parámetros físicos del café antes y después de los procesos de secado y torrefacción. Se realizaron las labores de beneficiado lavado, semi-seco y húmedo para la obtención del grano a utilizar en los experimentos en condiciones de laboratorio y finca, se registró la pérdida de masa del café para el cálculo de la humedad del grano durante el secado y se determinó los coeficientes del modelo que describieron mejor los resultados, se concluyó que el modelo de Page Modificado describió de forma adecuada con un coeficiente de determinación ajustado mayor que 0,983 y los parámetros del modelo fueron diferentes para describir el secado solar en cada tipo de beneficiado. Se realizó la torrefacción del café lavado, miel y natural obtenido del secado solar, se llevó un control de la temperatura interna del aire del tostador y la temperatura del grano durante la torrefacción, se ajustaron los modelos que describen tanto la temperatura interna del aire del tostador y la temperatura de grano, encontrando que los ajustes obtenidos son particulares para cada tipo de grano utilizado en el experimento. Se encontró que el modelo propuesto obtuvo el mejor ajuste para el perfil de tueste con un coeficiente de determinación de 0,978. En el secado y la torrefacción se registró las propiedades físicas de contenido de humedad, densidad aparente y masa, se obtuvo para el caso de los granos con tres niveles de tueste ecuaciones lineales que describen las pérdidas relativas de masa y densidad en función de la temperatura del perfil de tueste; encontrando que los ajustes de los parámetros de la ecuación son característicos para cada tipo de grano. Además, se propuso una ecuación compuesta para predecir el volumen aparente final de la masa de grano al final del tueste en función de la temperatura final de tueste.Ítem EFECTOS DE LA ALTITUD SOBRE LAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y ORGANOLÉPTICAS DEL CAFÉ DE LA ZONA DE LOS SANTOS.(2017-05-27) Alfaro Vargas, VerónicaÍtem Estudio de viabilidad de cosecha de agua de lluvia en Reserva Conchal para su utilización en riego del campo de golf(2015) Carvajal Carballo, RebecaÍtem Estudio del proceso de torrefacción del café (Coffea arabica) en tostador convencional(2017) Abarca Mora, Royner; Vargas Elías, Guillermo AsdrúbalCosta Rica cuenta con una larga historia de producción de café de las variedades arábicas y de cosecha selectiva del fruto maduro, aspecto que ha marcado su desarrollo demográfico, identidad como nación y la han convertido en uno de los principales países productores de cafés especiales del mundo. Como país productor, el desarrollo técnico y científico entorno al procesamiento agrícola del café, se han dirigido al proceso de cosecha, al despulpado, a la fermentación y al secado, hasta obtener el café verde llamado grano de oro. La preparación de la bebida de café requiere que se realice la transformación de los granos mediante la torrefacción, proceso dinámico que requiere control específico de la temperatura y del tiempo. El objetivo del presente trabajo fue incluir el efecto de la masa en el estudio del proceso de torrefacción del café (Cojfea ara6icá). Se utilizaron granos de café provenientes del proceso de beneficiado húmedo, Coffea arabica L. variedad Caturra y Catuaí. El contenido de humedad inicial del café fue de 0,0873 ±0,0008 kg kg-1 y densidad aparente de 711,93 ± 1,80 kg/m3. El proceso de torrefacción del café, se realizó en un tostador convencional de construcción nacional. Se analizaron cuatro masas iniciales (400, 600, 800 y 1000 g), cuatro temperaturas de calentamiento del tostador (260, 280, 300 y 320 °C) y cuatro niveles de tostado: medio claro (MC); medio (M); moderadamente oscuro (MO); y oscuro (O). Al colocar una masa controlada dentro del tostador se producen caídas en la temperatura de la pared y de todo el ambiente interno del tostador, lo cual causa un comportamiento variable de la temperatura del tostador durante el proceso. Se adaptó un modelo de calentamiento para los granos de café durante la torrefacción, considerando que el calor es transferido al sólido para evaporar el agua contenida y elevar su temperatura. Asimismo, el cambio en la cantidad de masa afectó de manera significativa la razón de calentamiento de los granos durante el tueste, lo que a su vez, generó diferencia significativa en el tiempo de torrefacción. Se desarrolló un modelo matemático basado en la razón de calentamiento de los granos que representó adecuadamente el efecto de la masa en el proceso. El cambio en la coloración del café según la norma SCAA se asoció a la pérdida de masa total, con una diferencia de 2% entre niveles de tueste y su cinética de pérdida de masa es lineal. La expansión aparente de la masa de granos duplicó aproximadamente su volumen inicial, mostrando relación con el nivel de tueste y la cantidad de masa. La expansión del café durante el tueste fue semejante a un modelo lineal, descrito por la cinética de las reacciones químicas de orden cero, se ajustó el modelo en función de la masa y la temperatura inicial. La densidad aparente del café tostado disminuyó linealmente hasta 50% de su valor inicial y se determinó su dependencia con la masa. El nivel de tueste del café se representó por el cambio en la materia seca y su cinética se describe mediante un modelo matemático basado en la ley de las reacciones químicas de orden uno, se incorporó a la ecuación la variable de la masa inicial. La humedad del café tostado varió desde 2,5 hasta 1,0 % para los niveles de tueste medio claro y oscuro, respectivamente.Ítem Modelación del procesamiento agroindustrial del café desde la fruta hasta el café oro(2019-07-10) Gómez Mora, José María; Vargas Elías, Guillermo AsdrúbalEste trabajo responde a la necesidad de desarrollar una herramienta que apoye el proceso de toma de decisiones del Beneficio San Diego de Volcafe Costa Rica con el fin de mejorar su capacidad de procesamiento previo a la ejecución de cambios en la parte operativa. La herramienta de simulación en una línea de proceso de beneficiado permite el análisis de posibles escenarios con el fin de poder administrar los riesgos operativos. La capacidad instalada del Beneficio Volcafe San Diego permite clasificarlo como un megabeneficio, por lo que se diagnosticó la situación actual de la planta con el fin de caracterizar las principales operaciones unitarias y los equipos utilizados durante el proceso. Los datos de la cosecha 2017-2018 de la empresa permitieron la elaboración de un balance de masa con un aprovechamiento del 18,5% a un contenido de humedad de 12% base húmeda (b.h.) y se determinó que, mediante los procesos de despulpado, desmucilaginado y despergaminado se remueve el 61,5% de la masa del café fruta inicial. Se remueve un 20% de esa masa, que corresponde al agua evaporada durante el secamiento. Finalmente solo un 18,5% de la masa inicial se logra transformar en producto terminado o café oro al 12% contenido de humedad en base húmeda. Estos resultados concuerdan con los de otras investigaciones realizadas a nivel de microprocesamiento. La operación de secado por lotes en el equipo horizontal rotativo (también conocido como guardiola) se representó adecuadamente con el ajuste del modelo matemático de capa delgada de la ecuación de Midilli modificada y un coeficiente de determinación de 97,09%. La simulación del proceso de beneficiado es una herramienta que permite la evaluación del flujo de producto y la capacidad del sistema, que puede ser usada como fuente de información para la toma de decisiones y la programación de actividades durante la cosecha. Esta se realizó sobre la línea de proceso de café mediante el análisis computational con el programa Arena®, iniciando desde el fruto hasta obtener el café pergamino seco. Se determinó que el secado es la etapa de mayor utilización de los recursos en el beneficiado de café, con 98,6% de uso de las secadoras. Finalmente los modelos desarrollados en este trabajo, de balance de masa y simulación de las operaciones, conllevan una simplificación de variables para su análisis, los cuales deben adaptarse a las condiciones propias de cada beneficio para su aplicación eficaz.Ítem Modelación hidrológica en las cuencas San Jerónimo-Piedras, Río Blanco y Tenorio usando SWAT(2015) Barquero Ureña, AlejandraÍtem Modelación matemática de la temperatura durante la torrefacción del cacao (Theobroma cacao L.) en un tostador cilíndrico con fuente de gas y otro con fuente eléctrica.(2023) Sandí Guzmán, Ana María; Vargas Elías, Guillermo AsdrúbalEl presente trabajo de graduación tiene como objetivo general modelar matemáticamente el perfil de temperatura durante el tueste para la predicción del nivel de torrefacción en los granos de cacao (Theobroma cacao L.) en un tostador cilíndrico de gas y uno eléctrico. Para ello, se realizó un diagnóstico detallado de ambos tostadores para describir el funcionamiento, en el cual se demostró que el calentamiento de ambos tostadores es creciente, sin embargo, en el tostador eléctrico el comportamiento es polinomial y en el de gas es exponencial creciente. En el caso del enfriamiento, en ambos tostadores se observó un comportamiento exponencial decreciente, con la particularidad de que el tiempo en el eléctrico toma media hora más en enfriar en comparación al tostador con fuente de gas, lo cual demuestra hermeticidad del equipo. Posteriormente, se utilizó como referencia la ecuación de ajuste del perfil de tueste de café que propuso Abarca (2017) y a partir de ella, se estableció el modelo matemático que se ajusta al perfil de tueste del cacao en cada equipo. Se comprobó que el nivel de tueste de cacao en ambos tostadores se puede predecir en función de la temperatura del perfil de tueste, y en el caso del tostador con fuente de gas, la predicción también se puede realizar en función del tiempo. Finalmente, a través de la comparación del perfil de temperatura entre los dos equipos durante la torrefacción del cacao, se demostró que por medio de los modelos evaluados se puede predecir la temperatura de torrefacción de los granos de cacao.Ítem Optimización de la cinética de secado en semillas de papaya(2019-02-21) Sánchez Salmerón, Natalia de los Ángeles; Vargas Elías, Guillermo AsdrúbalEl secado en las semillas de papaya es un proceso importante para reducir el contenido de humedad hasta un nivel deseado y seguro, para optimizar la tasa de germinación. El objetivo de la presente investigación es estudiar el secado de capa fina por convención forzada, para determinar un modelo matemático que represente la cinética de secado en la semilla de papaya sin producir daño en su germinación. Para lograr esto se utilizaron semillas provenientes de frutos de papaya de la variedad “Hibrido Pococí”. Se utilizó un prototipo de secadora vertical para reducir la humedad a su punto de equilibrio ante temperaturas de 25°C, 30°C y 35°C en tres velocidades de secado 0,75, 1,5 y 3 m/s. La cinética de secado se analizó con los modelos de Page, Midilli, Lewis, Verma, Henderson-Pabis Modificado y Logarítmico. Se encontró que el modelo logarítmico es el que presenta un ajuste más adecuado. Se determinó que la temperatura óptima para germinación corresponde a 30°C. Los resultados anteriores son importantes para el diseño industrial de una línea de procesamiento de semillas de papaya.