Secador Solar 2008

of 69 /69
CAPITULO I ASPECTOS GENERALES 1.1 OBJETIVOS 1.1.1 OBJETIVO GENERAL En el presente proyecto se seleccionara y diseñara un tipo de Secador Solar que cumpla con los requerimientos deseados para obtener cebolla deshidratada. limpia de contaminantes y en un tiempo relativamente corto. 1.1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS * Seleccionar el tipo de Secador Solar mas adecuado para nuestras necesidades * Diseñar y determinar los parámetros de operación del secador solar para la deshidratación de cebollas. * Demostrar que la construcción y operación de un secador solar es sencilla y de muy bajo costo. * Evaluar el comportamiento del secador para las condiciones meteorológicas de la localidad. * Reducir el tiempo que implica la deshidratación (Secado) de la cebolla. * Aprovechar y hacer uso de una fuente de energía primaria como lo es la energía solar, por su gran potencial, como alternativa frente a los altos

Embed Size (px)

Transcript of Secador Solar 2008

CAPITULO I ASPECTOS GENERALES 1.1 OBJETIVOS 1.1.1 OBJETIVO GENERAL En el presente proyecto se seleccionara y diseara un tipo de Secador Solar que cumpla con los requerimientos deseados para obtener cebolla deshidratada. limpia de contaminantes y en un tiempo relativamente corto. 1.1.2 OBJETIVOS ESPECFICOS * Seleccionar el tipo de Secador Solar mas adecuado para nuestras necesidades * Disear y determinar los parmetros de operacin del secador solar para la deshidratacin de cebollas. * Demostrar que la construccin y operacin de un secador solar es sencilla y de muy bajo costo. * Evaluar el comportamiento del secador para las condiciones meteorolgicas de la localidad. * Reducir el tiempo que implica la deshidratacin (Secado) de la cebolla. * Aprovechar y hacer uso de una fuente de energa primaria como lo es la energa solar, por su gran potencial, como alternativa frente a los altos ndices de contaminacin que presenta nuestra ciudad. * Aprovechar las condiciones meteorolgicas favorables de la localidad. * Reduccin de prdidas y mermas en el proceso de deshidratacin. * Reduccin de prdidas econmicas por rechazo o devolucin de lotes enteros de producto final. * Reduccin de Costos. * Producto final limpio de impurezas y contaminantes. * Comparar el mtodo de deshidratacin propuesto con otros mtodos utilizados (secadores-convencionales).

1.2 JUSTIFICACIN Es comn observar en el pas, durante ciertas pocas del ao, abundancia de productos hortcola en forma fresca (tomate, cebolla, pimentn, aj, repollo y otros) a precios razonables y por el contrario, meses con oferta limitada y precios muy altos en el mercado, que los hace prcticamente inaccesibles a la poblacin de bajos ingresos. La energa solar se presenta como una alternativa eficiente y barata en comparacin con las formas tradicionales de suministro de energa (electricidad, gas y otras) para las zonas rurales y soleadas de Arequipa, especialmente. El proceso de urbanizacin, el desarrollo econmico y los requerimientos de una poblacin en constante crecimiento requiere que muchos productos agrcolas sean procesados a travs de tecnologas que pueden ser tradicionales, artesanales o de punta en agroindustrias pequeas, medianas o grandes. La pequea agroindustria es la que opera a nivel rural, empleando tecnologas simples y tradicionales. El procesamiento se hace en forma manual y con un equipo mnimo, como ejemplo podemos citar el secado solar de frutas y hortalizas. El secado o deshidratado es una de las tecnologas ms frecuentes en la agroindustria y consiste en la eliminacin de gran parte del agua del producto procesado. La evaporacin del agua se hace a travs de una corriente de aire caliente, la cual transmite el calor latente de evaporacin al producto. Lo que se busca es disminuir al mximo la actividad bioqumica interna y la accin de microorganismos que permitan mantener por mucho ms tiempo el producto en condiciones de almacenaje. En este trabajo se presenta una alternativa tecnolgica para el procesamiento de cebolla en pocas de abundancia y precios razonables, la cual debe ser utilizada en situaciones de oferta limitada y precios elevados. 1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Una tecnologa es buena y apropiada, si satisface una necesidad y resulta en un beneficio. (Esto implica que una tecnologa puede ser buena hoy, pero mala maana, o que es buena en un lugar y mala en otro). En nuestro caso consideraremos que el secador solar debe significar un beneficio econmico para la empresa, es decir, el costo adicional de inversin, operacin y mantenimiento de un secador solar debe estar compensado con las ganancias que se

recibirn, pero tambin debemos tener en cuenta que con la utilizacin del secador solar tendremos una materia prima limpia de contaminantes, lo cual tambin beneficiara las caractersticas del producto final, esto debido a que no tendremos contaminantes externos los cuales podran estar presentes cuando la empresa se abastece de su materia prima (entindase cebolla), estas son las dos caractersticas principales que debemos tener en cuenta en el momento de analizar si esta alternativa es buena o no para nuestro caso en particular. Los principales problemas que tenemos, es el de tratar de reducir el tiempo que demora el secado (deshidratacin) de la cebolla, y el espacio necesario para el secado de este. Como sabemos para realizar el secado con el mtodo tradicional, aplicado en nuestra localidad, necesitamos de extensas reas para poder extender nuestras cebollas. Como se sugiri anteriormente para poder contrarrestar los problemas de tiempo y espacio se deber de usar un secado tecnificado, el cual utilice menor espacio y realice la deshidratacin en un menor tiempo.

CAPITULO II FUNDAMENTO TERICO 2.1. ORGANO (Origanum Vulgare) 2.1.1. TAXONOMIA El organo se clasifica botnicamente de la forma siguiente: Reino: Plantae Divisin: Magnoliophyta Clase: Magnoliopsida Orden: Lamiales Familia: Lamiaceae Subfamilia: Nepetoideae Tribu: Mentheae Gnero: Origanum Especie: O. vulgare

2.1.2. VARIEDADES 2.1.2.1 Rojas - Roja Arequipea, bulbos de color rojo, forma aperillada, bastante pungente. Capacidad de almacenamiento al medio ambiente limitado. 2.1.2.2 Blancas Variedades utilizadas para la industrializacin, entre ellas tenemos.: - White Creole Es una variedad de das cortos, usada principalmente para deshidratar, los bulbos son planos y de tamao pequeo mediano. La pulpa es dura, haciendo esta variedad adaptable para efectos mecnicos. El sabor es muy pungente. Contiene un alto contenido de slidos totales. Presenta almacenamiento largo, en condiciones de sequedad y buena ventilacin. - Dehydrator 8

Los bulbos son chatos o globoso chatos, de color blanco y tamao intermedio. Su pulpa es dura. Alto contenido de slidos totales, muy pungente. Se mantienen bien en almacenamiento. - Primero Bastante pungente. En cuanto a firmeza es catalogada como dura, de tamao medio. Buen almacenamiento, alto contenido de slidos totales. 2.2. Estudio del Producto final 2.2.1. Caractersticas del Producto 2.2.1.1. Caractersticas Fsicas (cebolla) La evaluacin de las caractersticas fsicas entre las variedades blancas ( primero, White Creole, Dehydrator 8 ) y roja (roja arequipea) nos demuestran que: Las variedades blancas presentan una textura firme y dura en comparacin con la roja, esto la hace ms adaptable a los efectos mecnicos de pelado para su procesamiento. En lo que se refiere a la forma cabe destacar que la variedad blanca (Primero) y la Roja Arequipea tienen una forma aperillada lo que evitara prdidas mayores al momento del corte del seudotallo y races como es el caso de la White Creole y la Dehydrator 8. En lo que respecta al color las variedades blancas (White Creole, Dehydrator 8, Primero) tienen un color deseable en el deshidratado. En cambio la Roja Arequipea es muy comercial al estado fresco pero una vez deshidratada se acenta un pigmento denominado Quercitn que es extremadamente amargo y desagradable. Tocando el punto de almacenamiento ste es mucho ms largo en las variedades blancas que en las rojas. Concluyendo las variedad Primero se presenta fsicamente como la variedad ms adaptable al proceso del deshidratado, por presentar color y forma requerido, ser bastante pungente y presentar un almacenamiento largo.

2.2.1.2. Caractersticas Qumicas (cebolla) 2.2.1.2.1. Contenido de slidos totales (cebolla) El anlisis del contenido de slidos totales entre las variedades ( Primero, White Creole, Dehydrator 8, Roja Arequipea ) segn lo muestra el Cuadro III / 15, demuestran que la variedad primero es superior a las dems variedades con un promedio de 20.01. La variedad Dehydrator 8 y White Creole presentan tambin un buen promedio en el contenido de slidos totales, algo inferior a la variedad primero y bastante superior a la Roja Arequipea. En consecuencia la roja arequipea presenta el mas bajo contenido de slidos totales, 10.28 .

Por lo tanto se puede admitir que las variedades Primero, White Creole, Dehydrator 8 respectivamente cumplen con una de las condiciones de la cebolla para poder ser deshidratada, esto es contar con un alto contenido de slidos totales ya que el costo del material fresco en comparacin con el del material procesado estar largamente determinado por el total de slidos contenidos en el material fresco. 2.2.1.2.2. Determinacin del PH En esta prueba de determinacin del pH en las diferentes variedades de cebolla segn los demuestra el Cuadro no hay variacin significativa entre las variedades. 2.2.1.2.3. Determinacin del cido pirvico (cebolla) De acuerdo al Cuadro el cual muestra que la variedad Primero presenta el valor ms alto, seguido de la variedad White Creole, enseguida la variedad Dehydrator 8 y finalmente la roja arequipea. Para efectos del proceso de deshidratado es preferible que la cebolla tenga alto contenido de cido pirvco ya que la pungencia es un factor determinante para juzgar su calidad final, quiere decir que la pungencia del producto deshidratado depender de la materia prima empleada. Concluyendo la variedad Primero y White Creole respondern favorablemente al deshidratado. 2.2.1.3. Estabilizacin de las caractersticas Organolpticas (cebolla) De acuerdo a los datos registrados en el Cuadro para el efecto del blanqueado y el Cuadro para el efecto del sulfitado en la estabilizacin de las caractersticas organolpticas. En el caso del blanqueado se nota que afect sus componentes odorficos ( olor y sabor) al igual que la textura, de acuerdo a ello podremos reafirmar que segn J.C. Cheftel, en el caso de cebollas nunca se blanquea antes de la deshidratacin. Para el sulfitado en los dos primeros minutos no hay variacin aparente en la cebolla con lo cual podramos decir que no hubo inhibicin de enzimas ( cisterna ), causantes de la formacin del olor y sabor caracterstico de ste tipo de hortalizas. A partir del tercer minuto mejora el color, pero disminuye su pungencia considerablemente, efecto nada deseable para la materia prima que va a ser sometida al proceso de deshidratado. Concluyendo, la cebolla no ser sometida al blanqueado ni al sulfitado a efectos de su deshidratacin. 2.3. Datos meteorolgicos de la Regin Como el trabajo ser realizado en la ciudad de Arequipa es necesario conocer los datos metereolgicos incidentes en la presente Investigacin. Por ello cabe anotar que la ciudad de Arequipa est a 2250 metros sobre el nivel del mar, con altos ndices de radiacin solar, los mismos que incrementan en los meses de octubre, noviembre y diciembre, alcanzando un promedio aproximado de 1.1 cal/min.m2.

Las temperaturas medias y mximas varia entre 19.3 grados centgrados en febrero y 24.1 grados centgrados en octubre. El promedio mensual de la Humedad Relativa varia entre 71% en febrero y 19% en junio. Durante casi todo el ao se tiene un promedio de 10 horas sol al da. La velocidad promedio del viento vara entre 5 m/s en octubre y 3 m/s en febrero, siendo la direccin predominante del viento hacia el noroeste. Siendo un objetivo del presente trabajo la Investigacin del uso de la radiacin solar, es necesario ampliar conceptos acerca de este factor.

2.3.1. Radiacin Solar Global 2.3.1.1. Concepto Es la energa que llega en forma natural a un plano horizontal de la superficie terrestre constituda por la radiacin proveniente directamente del disco solar sobre superficie horizontal, ms la energa dispersada retransmitida por el cielo. Los valores de la energa dispersada son medidos y registrados permanentemente y sistemticamente por los piran6grafos instala dos en el Observatorio de Characato de 1961.

2.3.1.2. Curso anual de la radiacin solar global La evolucin climtica anual de la radiacin solar global se presenta mediante las medias mensuales en trminos de Kcal / m2.da . Se ha calculado la curva armnica que describe adecuadamente el curso anual de la radiacin solar global para la localidad de Arequipa. La Metodologa del procedimiento se ha extrado del Manual 2-Instrucciones para aplicar Anlisis Armnico de J. Fuse 1963. Sin lugar a dudas la cifra promedio anual expuesta para Arequipa ( 5840 Kcal / m2.da ) es de apreciable magnitud. Esta apreciacin se acenta al comparar esta cifra con valores a escala mundial de la mayor magnitud. As en los mapas de Isolneas presentados por la R.T.C. La Radio Technique 1975, aparece con el mximo valor de 5250 Kcal / m2.da , la regin SurOeste de los Estados Unidos y los Desiertos del Sahara, Sudfrica y de Australia y en el mapa presentados por Sellers 1972, las mismas regiones mundiales aparecen con el mximo valor de 5,500 Kcal / m2.da. Para la localidad de Arequipa se han encontrado variabilidades de los valores extremos (min-mx) del curso anual de la radiacin solar global y se presenta a continuacin: Nivel de Radiacin Mnima 1 Mnima 2 Mxima Periodo 3 de febrero - 18 marzo 11 de junio - 28 de junio 31 octubre - 6 diciembre Magnitud 3,600-3,800 Kcal / m2.da 4,500-5,000 Kcal / m2.da 6,700-7,500 Kcal / m2.da

Obviamente de acuerdo al grado de nubosidad, la variabilidad es mnima en la estacin invernal y mxima en la estacin estival.

2.3.1.3. Curso diario de la radiacin solar global El curso diario de la radiacin solar global para la localidad de Arequipa, se ha procesado para fechas tpicas del ao (solsticios y equinoccios) utilizando para los efectos los contenidos en las planillas y archivos de la Seccin Metereolgica del Instituto Geofsico de la U.N.S.A. Asimismo, estimaron la conveniencia de realizar clculos de las mismas intensidades horarias correspondientes a superficies receptoras de diversa inclinacin y orientadas hacia el sur, este, oeste, norte, que permitieron establecer lo siguiente: (& ) La conveniencia de orientar las superficies receptoras hacia el norte y con un ngulo de inclinacin donde se capta la radiacin solar en forma regular y durante casi todo el ao.

2.4. Uso y aplicaciones de las cebollas deshidratadas La cebolla deshidratada y en polvo est lista para su uso inmediato en la condimentacin del alimento, como insumo para la elaboracin de sopas deshidratadas como reservasen tiempos de escaces .

CAPITULO III CLCULO Y DISEO DEL SECADOR SOLAR 3.1. TEORA DE SECADO 3.1.1. SECADO El trmino secado implica la transferencia de un lquido procedente de un slido hmedo a una fase gaseosa no saturada. El proceso de secado, es idntico al proceso de humidificacin, excepto en la influencia ejercida por los slidos en el proceso mismo. Por ejemplo en el secado de la cebolla, parte del lquido queda retenido dentro del producto y esta humedad puede emigrar al aire seco solamente por difusin. Al secar un slido hmedo mediante un gas con temperatura y humedad casi fijas, aparece generalmente un patrn de comportamiento. Inmediatamente despus del contacto entre la muestra y el medio secante, la temperatura del slido se ajusta hasta que alcanza el estado estable. La temperatura del slido y la proporcin de secado puede aumentar o disminuir hasta alcanzar la condicin del estado estable. En el secado estable, una medida de la temperatura mostrara que la temperatura de la superficie hmeda del slido es la temperatura del bulbo hmedo del medio secante. Las temperaturas dentro del slido que se seca, tendern tambin a igualar la temperatura del bulbo hmedo del gas, pero ah, el acuerdo ser imperfecto por el movimiento de la masa y del calor. Una vez que la temperatura de la carga alcanza la temperatura del bulbo hmedo del gas, se encuentra que son bastante estables, y que la proporcin de secado permanece tambin constante. Este es el llamado periodo de secado a Velocidad constante. El periodo termina cuando el slido alcanza el contenido critico de humedad, mas all de este punto la temperatura de la superficie aumenta y la velocidad de secado disminuye rpidamente. Este periodo de velocidad decreciente puede tomar un tiempo bastante mas largo que el periodo de velocidad constante, aun cuando el retiro de humedad pueda ser bastante menor, la velocidad de secado se aproxima a 0 para un

cierto contenido de humedad en equilibrio, el cual es el contenido mas bajo de humedad que se puede obtener en l slido bajo las condiciones de secado que se emplean. Las figs. 1 y 2 muestran curvas tpicas de secado, una trazada sobre la base del contenido de humedad contra el tiempo, y la otra sobre la base de velocidad de secado contra contenido de humedad. La figura N 1 muestra la forma en la cual se obtienen generalmente los datos experimentales para el secado. La Fig. N 2 muestra una descripcin mucho ms eficaz del proceso de secado. Sin embargo este grafico se obtiene diferenciando los datos de la anterior, con lo cual esta sujeta a una disgregacin considerable de los datos, y por consiguiente a una falta de certidumbre.

FIG. N 1 Curva Tpica De Secado para condiciones constantes, el contenido de humedad como funcin del tiempo Fuente: Principios de operaciones Unitarias.

FIG. N 2 Curva Tpica Para Velocidad De Secado para condiciones constantes, la velocidad de secado como funcin del contenidote humedad Fuente: Principios de operaciones Unitarias. Estas curvas de secado, estn relacionadas con el mecanismo que tiene lugar en el proceso. El proceso de secado representado en el segmento AB, de las curvas de las dos Figuras, es el periodo en el que el estado inestable, durante la cual la temperatura del slido alcanza el valor correspondiente a 1 estado estable. Aunque la forma que se aprecia es tpica, casi puede decirse que cualquier forma es posible, y AB puede presentarse 10 mismo que en una velocidad decreciente. Durante el periodo de velocidad constante, (segmento BC de las curvas de secado), La superficie total expuesta esta saturada con agua. El secado prosigue como si se tratara de un estanque de lquido, sin que el slido ejerza una influencia directa sobre la velocidad de secado. Es posible que las rugosidades de la superficie del slido sobre el cual se extiende la pelcula lquida pueda aumentar los coeficientes para la transferencia de calor y de masa, pero este efecto no ha sido establecido firmemente. La temperatura superficial alcanza la temperatura del bulbo hmedo, tal como podra esperarse. El rgimen de secado a velocidad constante, continua con la masa que es transferida de la superficie continuamente reemplazada con el movimiento del lquido procedente del interior de la carga. El mecanismo del movimiento del liquido y consecuentemente la velocidad de este movimiento varia notablemente con la estructura del slido en si. Durante el periodo de secado entre los puntos A y D de la figura N 2 llamado el primer periodo de velocidad decreciente la superficie es cada vez mas y mas desprovista del lquido, en virtud a la proporcin del movimiento del lquido hacia la superficie el cual es mas lento que la proporcin de transferencia de masa desde la superficie. Para contenidos de humedad inferiores a aquel del punto D Toda la evaporacin tiene lugar procedente del interior del slido. A medida que el contenido de humedad sigue disminuyendo, la trayectoria para la difusin de calor y de la masa se hace cada vez mas largo; y eventualmente el potencial

de concentracin disminuye hasta que XE el .contenido de humedad esta en equilibrio y ya no hay ningn secado posterior.

3.2. VARIABLES A EMPLEAR 3.2.1. RADIACIN SOLAR DIARIA Arequipa es una de las zonas privilegiadas en incidencia de radiacin solar, la regin de Arequipa posee una ventajosa situacin en lo referente a la Energa Solar, la cual se muestra en los siguientes aspectos: Posicin astronmica del sol para fechas tpicas del ao solsticios y equinoccios, parmetros importantes para fines de orientacin del colector solar, Intensidad de radiacin solar directa, trmino energtico importante en la operacin de Secadores Solares para la obtencin de temperaturas adecuadas. Intensidad de radiacin solar global (Directa + Difusa) importante.

3.2.2. VELOCIDAD DEL VIENTO La velocidad del viento es un parmetro variable de sobre manera ya que para nuestra localidad inciden varios factores, tales como: ubicacin, hora del da, temperatura del medio. El lugar donde ser colocado el secador solar, es decir la ciudad de Arequipa consideraremos una velocidad promedio del viento que esta entre 2 y 3 m/seg., un valor aceptable si es que nos guiamos de los datos de los cuadros siguientes: CUADRO N 3.1 VELOCIDAD MEDIA DEL VIENTO MENSUAL PARA LA CIUDAD DE AREQUIPA EN EL AO 2007 Mes del Ao Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Setiembre Octubre Noviembre Velocidad del viento (m/s) 5.0 3.0 4.0 3.0 3.0 3.0 4.0 4.0 4.0 5.0 4.0

Diciembre FUENTE SENAIM/DR6

4.0

CUADRO N 3.2 VELOCIDAD DEL VIENTO PARA EL DIA 20 DE MAYO Hora Velocidad del viento (m/s) 08:00 am 2.1 09:00 am 0.4 10:00 am 3.3 11:00 am 2.7 12:00 pm 2.7 01:00 pm 2.7 02:00 pm 2.5 03:00 pm 3.2 04:00 pm 2.9 FUENTE SENAIM/DR6

3.2.3. INCLINACIN DEL COLECTOR La inclinacin ptima del colector para el calentamiento del aire es igual a la Latitud del Lugar para que la incidencia de la radiacin sea perpendicular al colector; variaciones de hasta 100 hacia uno u otro lado del valor ptimo son aceptables. Inclinacin = LA 10

3.2.4. ORIENTACIN DEL COLECTOR Los colectores pueden colocarse Horizontales, Verticales o Inclinados y la Cantidad de calor solar recogida varia. Los colectores inclinados hacia el Ecuador recogen una parte ms grande del calor solar durante todo el ao.

3.3. DATOS DEL PRODUCTO A SECAR

Producto = Cebolla Humedad Inicial = 90% Humedad Final = 8% de humedad, que le permitir ser almacenado por un buen perodo de tiempo (1 ao) en recipientes adecuados. Sistema de Secado = Tipo Calefaccin Solar Temperatura de secado = 55 C Densidad de Carga = 370 kg/m3 Velocidad de Flujo de aire = 3 m/seg Capacidad del Secadero = 100 kg

3.4. DISEO DEL SECADOR SOLAR Para realizar el diseo del secador solar debemos de tener en cuenta algunas recomendaciones, tales como: * Para los secadores solares de conveccin natural o tambin llamados pasivos, estn limitados por su longitud por lo cual el producto fresco mximo que pueden admitir debe estar alrededor de 100 Kg. (Referencia, Ing. Gerardo Palacios ITINTEC). * En colectores solares para calentamiento de aire mediante circulacin natural, se sabe que aumentando la longitud del colector podemos obtener mayores temperaturas del aire a la salida, pero este incremento en la longitud tiene un limite aceptable en colectores con circulacin natural, los estudios realizados han demostrado que la temperatura del aire cambia sustancialmente hasta que el colector

llega a una longitud de aproximadamente 2.5 metros a partir de la cual la variacin de la temperatura cada vez se hace mas pequea, esta limitacin obliga a disear los colectores incidiendo en el ancho del colector mas que en el largo (Referencia, Ing. Gerardo Palacios ITINTEC). A continuacin se proceder al diseo del secador Solar. 3.4.1. TIEMPO TOTAL DE SECADO Parmetros a utilizar para el clculo del tiempo de secado. Altura de la ciudad de Arequipa Capacidad del Secadero Humedad inicial del producto Humedad final del producto Humedad critica del producto Humedad de equilibrio Peso final del producto Velocidad de viento en el secador Densidad del aire a 55 C = 2340 m.s.n.m. = 100 kg (para un secador) = Xi = 90 % = XF = 8 % = Xc = 26 % = XE = 4 % = Ws = 10 Kg. = Vv = 0,09 m/s (Velocidad dentro de los = = 0,8396 kg./m3 (para Arequipa)

rangos recomendados por el curso de Energas Renovables)

3.4.2. REA DEL COLECTOR Para determinar el rea del colector usaremos el periodo de secado a velocidad constante, debido a que en este periodo las condiciones de secado son significativamente iguales, para esto debemos de contar con los siguientes datos: Peso Inicial del producto Humedad inicial del producto Humedad final Tiempo de Secado Energa solar Incidente promedio Calor latente de Evaporacin Eficiencia del Secador = 100 Kg. de cebolla = 90% = 8 % (para este periodo) = 9 Horas = 6.4 Kw.-h/m2-da = 1092 KJ/Kg. = 43% (Asumimos)

CALCULO DE LA CANTIDAD DE AGUA EVAPORADA Cantidad de agua inicial = 100 Kg x 0,9 = 90 Kg. Cantidad de agua final = (100 90) 0.08 = 0.8 0.9

Cantidad de agua a evaporar = AEV = 90 0.8 = 89.2 Kg. CALCULO DE LA ENERGA NECESARIA PARA EVAPORAR EL AGUA EN = 89.2 Kg x 1092 KJ/Kg EN = 97406 KJ

3.4.3. EFICIENCIA DEL COLECTOR La eficiencia de un colector solar no es muy alta, este valor por lo general se encuentra entre los valores de 40 y 60%, valores bastante bajos pero debemos recordar que la energa que utilizan es la energa solar por lo que no implica gasto alguno si es que el valor de eficiencia es reducido.

Para el diseo de nuestro colector tomaremos un valor promedio de 43%, el cual ser posteriormente analizado, cuando realicemos los ensayos del colector. CALCULO DEL REA NECESARIA DEL COLECTOR Energa solar diaria = Es = 6,4 Kwh./m2-da ES = 6.4 Kw.h 3600s = 23040 KJ 2 m m 2 .dia 1H

Tiempo de secado: 3 das 3 x 23040 = 69120 kJ/m2 por 3 das 1 m2 - 69120 KJ X - 97406 KJ X = 1,4 m2 rea del secador solar: 1.4 m2

3.4.4. LARGO Y ANCHO NECESARIOS DEL COLECTOR Para poder obtener el largo del colector debemos de tener en cuenta la recomendacin referida al largo del colector solar que se encuentra en el numeral 3.4 . Si consideramos el largo de 2 metros debera tener nuestro colector un ancho de 0.7 metros. Como ya tenemos el largo del colector ahora podemos determinar el ancho de este: Largo del colector = L = 2m AC = L x b

14m 2 b= 2m b = 0.7m

3.4.5. ALTURA DE LA SECCIN DEL COLECTOR Para determinar la altura del colector utilizaremos el caudal de aire necesario para el secado y el ancho encontrado del colector pero antes deberemos de hallar la seccin de paso del aire en el colector, para este calculo utilizaremos solamente el periodo de secado a velocidad constante.

3.4.5.1. CALCULO DEL REA DE PASO DEL AIRE A TRAVS DE LA CMARA DE SECADO De la carta psicromtrica para la localidad del Arequipa obtenemos los siguientes datos: Para las condiciones de ingreso del aire a la cmara de secado tenemos: Temperatura Ingreso = 55 C Humedad Absoluta ingreso = 9 g/Kg = W2 De estos datos obtenemos de la carta psicromtrica Humedad relativa =7% Temperatura bulbo hmedo = 21,5 C Para las condiciones de salida del aire a la cmara de secado tenemos: Temperatura Salida = 39 C Temperatura bulbo hmedo = 21,5 C De estos datos obtenemos de la carta psicromtrica Humedad relativa = 28 % Humedad Absoluta salida = 15,5 g/Kg. = W3

CANTIDAD DE AGUA POR EVAPORAR AEV = 89.2 Kg. (encontrado anteriormente)

CAPACIDAD DE EVAPORACIN DEL AIRE

CEV = W3 -W2 CEV =15,5 - 9 CEV = 6,5 g/Kg = 0.0065 Kg-agua / Kg-aire

CANTIDAD NECESARIA DE AIRE CA = AEV CEV

Donde: = densidad del aire = 0,8396 kg / m3 CA = 89.2kg .aire Kg.agua 0.0065 0.8396 Kg 3 Kg .aire m

CA = 16345 m3

RELACIONA REA DE IMPACTO - TIEMPO R= CA Va

Donde: Va = Velocidad del aire a travs del producto = 0,09 m/s R= 16345m3 0.09 m s

R = 181611 m2.s REA DE PASO DEL AIRE EN LA CMARA DE SECADO R tiempo

A=

Donde: Tiempo = 72h x 3600s = 259200 seg. 181611m 2 .s A= 259200s A = 0.7 m2

CAUDAL DE AIRE NECESARIO PARA EL SECADO Consideramos anteriormente que la velocidad del aire con la que atraviesa el producto en la cmara de secado es de 0,09 m/seg., este valor lo utilizamos debido a que el valor recomendado de la velocidad del aire a travs del producto a secar es de 0,1 m/seg. (Referencia, Curso de Energas Renovables) Tambin de la seccin anterior encontramos que el rea de la cmara de secado es de 0.7m2. Con los valores anteriores podemos encontrar el flujo de aire necesario que debemos tener para poder realizar la deshidratacin del producto. Q = Va x A Donde: Va = Velocidad del aire en la cmara de secado A = rea de paso de la cmara de secado. Q = 0.09 m/s x 0.7 m2 Q = 0.063 m3/s Como ya contamos con el caudal de aire, ahora podemos encontrar en rea de apertura del colector solar. ACS = Q / Vi Donde: Vi = Velocidad del aire a travs del colector (entre 1 m/s. y 2m/s. recomendado en el curso de Energas Renovables) Vi = 1,2 m/s

ACS = 0.063 / 1.2 ACS = 0.053 m2 Ahora podemos encontrar la altura del colector solar ya que contamos en el ancho del colector que es de 0.7 metros. h = ACS / ancho h = 0.053 m2 / 0.7 m h = 0.075 m = 7.5 cm

3.4.6. CALCULO DEL ESPESOR DEL AISLANTE EN EL COLECTOR SOLAR Podra aparecer a primera vista que entre mas grueso sea el aislante menor ser la perdida total de calor. Esto es verdadero, solo para aislantes planos como es nuestro caso. Pero para realizar el clculo del espesor del aislante debemos de tener en cuenta algunas consideraciones tales como:

a) Transferencia de calor por conduccin.- Se realiza cuando existe un gradiente de temperatura entre un cuerpo, se ha mostrado que existe una transferencia de energa de la regin de alta temperatura a la regin de baja temperatura cuya ecuacin esta representada por: (T T ) q = KA 1 2 Para placas planas x Donde: K = Conductividad trmica del material (w/m.C) A = Es el rea de toda la placa donde se realizar la 1ra transferencia de calor T1 y T2 son las temperaturas mximas y mnimas respectivamente. x = Espesor del material (m)

b) Transferencia de calor por conveccin.- Un material cualquiera se enfra ms rpidamente cuando se coloca frente a un ventilador que cuando se expone al aire esttico. Por lo que se denomina conveccin libre cuando no hay perturbacin del aire, y conveccin forzada cuando existen corrientes de aire, La formula para hallar la transferencia de calor por conveccin es: q = h.A.(T1 - T2) Donde: h = Coeficiente de transferencia de calor por conveccin (w/m2C), para conveccin forzada los valores aproximados estn entre 10 - 500 Para nuestro secador solar utilizaremos como aislante Lana de vidrio con las siguientes caractersticas. = 64 Kg/m3 K = 0.04133 W/mC CALCULO DE LA PERDIDA DE CALOR SIN CONSIDERAR AISLANTE EN EL FONDO DEL COLECTOR. q T1 T 2 = A Xf + Xm + 1 Kf Km h Donde: q/A = Perdida de calor por metro cuadrado. T1 = Temperatura del colector en el fondo (55 C). T2 = Temperatura ambiente (22 C). Km = Coeficiente de transferencia de calor de la madera (0,0968 W/mC) Xm = Espesor de la madera en el fondo del colector (0,002 m). Kf = Coeficiente de transferencia de calor del fierro galvanizado (0.1038W/mC) Xf = Espesor del fierro galvanizado (0,000397 m). h = Coeficiente de transferencia de calor por conveccin (10 W/m2C: asumimos el valor mas bajo del recomendado)

q 55 22 = A 0.00397 + 0.002 + 1 0.1038 0.0968 10 q W = 275.41 2 A m CALCULO DE LA PERDIDA DE CALOR CONSIDERANDO AISLANTE EN EL FONDO DEL COLECTOR. Se realiza este calculo considerando un espesor de aislante de 7,62 cm., ya que esta es una medida comercial de aislante (La lana de vidrio es vendida en espesor de 1 y 2 pulg.) q T1 T 2 = A Xf + Xa + Xm + 1 Kf Ka Km h q 55 22 = A 0.000397 + 0.0762 + 0.002 + 1 0.1038 0.04133 0.0968 10 q W = 16.84 2 A m

PERDIDA DE CALOR EN LOS LATERALES DEL COLECTOR SIN AISLANTE q T1 T 2 = A Xm + 1 Km h Donde: Xm = Espesor de la Madera (5 cm.) T1 = Temperatura del colector en el fondo (55 C). T2 = Temperatura ambiente (22 C).

h = Coeficiente de transferencia de calor por conveccin (l0 W/m2C) q 55 22 = 0.05 1 A + 0.0968 10 q W = 53.5 2 A m

PERDIDA DE CALOR EN LOS LATERALES DEL COLECTOR CONSIDERANDO AISLANTE Como los laterales del colector tienen un rea relativamente reducida y en espesor de la madera en estos es considerable, en comparacin con el fondo del colector se tomara un aislante de 2,54 cm. Aproximadamente 1 pulgada. q T1 T 2 = A Xm + Xa + 1 Km Ka h q 55 22 = 0.05 0.0254 1 A + + 0.0968 0.04133 10 q W = 26.8 2 A m

3.5. DISEO DE LA CMARA DE SECADO 3.5.1. REA TOTAL DE BANDEJAS Cantidad de cebolla = P = 100 Kg. Densidad de la cebolla = = 370 Kg/m3 (aproximadamente) rea de paso del aire por la cmara = 0.7 m2 rea de contacto del aire con el producto = 14.4 m2 =A (asumido)

Se considera que el rea de paso del aire por la cmara de secado es el rea que debe de tener nuestra cmara por lo tanto esta es el rea de cada nivel de nuestra cmara de secado rea de cada nivel = 0.7 m2 Como nuestro secado se realizara en bandejas cuya parte inferior no esta aislada, si no mas bien ser construida de malla, el contacto del aire con el producto se realizara por la parte inferior como por la parte superior, nuestra rea de cama total o tendido del producto a secar estar dada por: ACT = A / 2 ACT = 14.4 m2 / 2 ACT = 7.2 m2

3.5.2. DIMENSIONES DE BANDEJAS Con las reas que disponemos, es decir el rea total de la cama del producto y con el rea de cada nivel podemos encontrar el nmero de niveles de nuestra cmara de secado. NN = ACT / AN Donde: NN = Numero de niveles de la cmara de secado. ACT = rea de la cama total o tendido del producto (m2) AN = Area de cada nivel (m2) NN = 7.2m2 / 0.7m2 NN = 10 Para poder encontrar las dimensiones de las bandejas primero tenemos que hallar el espesor de la cama del producto para ello usaremos: ecama = Peso / x ACT

Donde: ecama = Espesor de la cama del producto a secar (m) Peso = Peso del producto a secar (100 Kg) = densidad de la cebolla (370 Kg/m3) aproximadamente ACT = rea de la cama total o tendido del producto (7.2 m2) ecama = 100 Kg Kg 370 3 7.2m m

ecama = 0.04m Tomando el ancho de colector que es de 0.7 m, este tambin ser el ancho de la cmara de secado por lo que el largo de la misma ser de 1 m. Tomamos el mismo ancho del colector para poder realizar la unin entre la cmara de secado y el colector ya que de no ser as tendramos que usar para la unin entre estas dos partes de nuestro secador otros mecanismos. Si utilizamos una bandeja por nivel tendramos que el peso de cada bandeja en el momento de ingresarla a la cmara de secado sera Peso = ecama x AN x Donde: Peso = Peso del producto en cada nivel AN = rea de cada nivel 0.7 m2 = densidad de la cebolla (370 Kg/m3) aproximadamente ecama = espesor de la cama del producto (0,04 m) peso = 0.04m x 0.7m2 x 370kg/m3 peso = 10.4kg. De todos los clculos anteriores obtenemos las siguientes dimensiones: Numero de niveles = 10 Numero de bandejas = 10 Numero de bandejas por nivel = 1

rea de cada bandeja = 0.7 m2 Largo de bandeja = 1 m Ancho de la bandeja = 0.7 m

3.5.3. DIMENSIONES DE LA CMARA DE SECADO En esta seccin se considera las dimensiones interiores de la cmara de secado Adicionalmente para poder uniformizar las variaciones de temperatura en la cmara de secado se tendr que colocar un nuevo nivel con bandejas que contengan piedras de ro, por lo que nuestro nmero de Niveles aumentara a 5. N niveles = N = 11 Espesor del lecho = 4 cm. = 0,04 m. Separacin entre bandejas = 7 cm. =0.07 m. Espacio ocupado por los 11 niveles. = 70 cm. = 0,7 m Espacio entre el piso de la cmara y el primer nivel = 6 cm. = 0,06 m. Espacio superior a el ultimo nivel = 15 cm. = 0,15 m Altura de la chimenea = 20 cm. = 0.2 m. Sumando las dimensiones anteriores obtenemos los valores de las dimensiones interiores de la cmara de secado. Alto de la cmara de secado = hc = 1,05 m. Ancho de la cmara de secado = bc = 0,7 m Largo de la cmara de secado = lc = 1 m.

CAPITULO IV CONSTRUCCIN DEL SECADOR SOLAR

4.1 MATERIALES DE CONSTRUCCIN DEL SECADOR SOLAR 4.1.1. COLECTOR SOLAR Los materiales para la construccin del colector de nuestro deshidratador solar son los siguientes: - 2 Planchas de fierro galvanizado 1/64" de 0.74 X 1.95 m. que ser la placa superior del colector, - 2 Planchas de fierro galvanizado 1/64" de 0.74 X 1.95 m. que servir como placa inferior del colector. - 2 Tablas de madera Tornillo que Tomaran los1aterales, de 1,545 x 0,1604 x 0,0508 m - 3 Tablas de madera Tornillo que se colocan como travesaos en la parte inferior del colector, de 0.79 x 0,0762 x 0,0508 m. - 1 Tabla de Madera Tomillo para formar la tobera superior de 0.78 x 0,10 x 0,038 m. - 1 Tabla de Madera Tomillo para formar la tobera inferior, de 0.78 x 0,15 x 0,0762 m. - 1 Tabla de Madera Tomillo para formar la parte inferior de la descarga del aire del colector, de 0.78 x 0,070 x 0,0762 m. - 1 Tabla de Madera Tomillo para formar la parte superior de la descarga del aire del colector, de 0.78 x 0,05 x 0,038 m - 1 Plancha de triplay de 0.8 x 2.4 m - Lana de Vidrio de 3" de espesor de 0.78 x 1.9 m - Lana de Vidrio de 1" de espesor de 2 x 0,08 m - 2 Listones de madera de 2.1 x 0,043 x 0,015 m que servirn para sostener la placa superior. - Empaquetaduras de jebe - Silicona - 8 metros de perfil "L" para el borde la cubierta de 1" x l" x 2 mm.

- 8 metros de perfil "T" para las divisiones del panel de la cubierta de 1" x l" x 2 mm. - 8 vidrios simples de 0,32 X 0,45 m - Clavos de 3 pulg. - Clavos de 1/2 pulg. - Pintura Esmalte Color Negro. - Barniz para madera. - Laca Selladora para madera. 4.1.2. CMARA DE SECADO Los materiales para la construccin de la cmara de secado de nuestro deshidratador solar son los siguientes: - 1 Plancha de Fierro Galvanizado.1/32" de 1,860 x 1,50 m, para el piso y la parte posterior de la cmara de secado. - 1 Plancha de Fierro Galvanizado 1/32" de 1,720 x 1,50 m., para el techo y la parte delantera de la cmara de secado. - 2 Planchas de Fierro Galvanizado 1/32" de 0,605 x 0,350 m., para los laterales. - 2 Planchas de Fierro Galvanizado 1/32" de 0,605 x 0,142 m., para los laterales. - 2 Planchas de Fierro Galvanizado 1/32" de 0,810 x 0,550 m., para formar la parte interior de las puertas de la Cmara de Secado. - 1 Plancha de Fierro Galvanizado 1/64" 1,900 x 1,660 m, para el piso y la parte posterior para la cubierta de la cmara de secado - 1 Plancha de Fierro Galvanizado 1/64" de 1,600 x 1,752 m , para el techo y la parte delantera de la cubierta de la cmara de secado - 2 Planchas de Fierro Galvanizado 1/64" de 1,152 x 1,600 m , para los laterales de la cubierta de la cmara de secado. - 2 Planchas de Fierro Galvanzado 1/64" de 0,709 x 0,550 In, para la cubierta de las puertas de la cmara de secado - 18,2 metros de madera tomillo para la estructura bsica de la cmara de 0,05 x 0,05 m - 3,5 metros de madera tornillo para la estructura bsica de la cmara de 0,05 x 0,1 m

- 1,3 metros de madera tornillo para la estructura bsica de la cmara de 0,05 x 0,062 m - Lana de Vidrio de 2" de espesor. - 2 Picaportes. - 4 armellas de 1/4" de dimetro. - 2 bisagras de doble movimiento. - 20 pestaas de 0.9 x 00020 x 0.030 m. de 1/32" de espesor en fierro galvanizado, que soportara las bandejas. - Clavos de 2 - Mallas de plstico tipo mosquetero. - Malla 16 - Pintura Antioxidante, Color Negro

4.2. CONSTRUCCIN DEL EQUIPO 4.2.1. COLECTOR SOLAR - Empezamos construyendo los laterales del colector, tomamos las 2 Tablas de madera Tomillo de 1.985 x 0,135 x 0,0508 m c/u; a las cuales le daremos la forma que se indica en el plano para que el colector tenga la inclinacin requerida. - El primer travesao que formara la tobera inferior de 0.78 X 0.10 X 0.0508 m, se cepilla en sesgo para darle la forma que se indica en el plano De la misma forma se proceder con el travesao de la tobera superior y los travesaos de descarga superior e inferior, a los cuales se les dar la forma indicada en plano. Los otros tres travesaos simples solo tienen que cumplir con las dimensiones dadas. - Obtenidos los travesaos, formamos la estructura bsica del colector, tomemos los laterales y luego fijense la tobera inferior y el travesao que formara la descarga inferior a sus respectivos extremos, enseguida colquense los 3 travesaos simples a una separacin de 0,5 m (cada uno) comenzando de la tobera inferior. Usamos para

asegurar las uniones pegamento (cola) para madera para posteriormente utilizar clavos de 3 pulg. - A manera de base unamos la plancha de triplay a la estructura ya usando clavos de 1/2 pulg. - Rellenemos con la lana de Vidrio (aislante) los espacios entre los travesaos, cortando adecuadamente las planchas del aislante. - Colocar los listones de madera de 1.985 X 0.043 X 0.015 paralelas a los laterales del colector con una separacin de 0.025 m.. (de cada lateral), los listones los pegaremos con cola a los travesaos inferiores del colector. - Tomamos la plancha de fierro galvanizado de 1/64"; pintada con esmalte negro que utilizaremos como placa inferior, a esta plancha se le perforaran 14 agujeros en todo el ancho de esta (lado de 0.7 m), entre cada agujero habr una separacin de 0,10 m, la separacin ser la misma desde el borde hasta el primero de los agujeros estos agujeros debern tener un dimetro de 1,5 mm., y a una distancia del borde superior de 5 mm., tal como se indica en el plano colocamos esta placa en el fondo del colector la cual es clavada a la tobera inferior y a la parte inferior de descarga del colector con clavos de 1/2 pulg. - A la plancha de Fierro galvanizado de 1/64" que utilizaremos como placa superior, se le perforaran 14 agujeros en todo el ancho de esta (lado de 0.7 m), entre cada agujero habr una separacin de 0,10 m, la separacin desde el borde hasta el primero de los agujeros ser de 0,115 m. estos agujeros debern un dimetro de 1.5 mm., y a una distancia del borde superior de 5 mm., tal como se indica en el plano, a esta plancha tambin se le perforaran 15 agujeros a lo largo de la misma (1.9 m), cada uno con una separacin de 0,175 m y con un dimetro de 1,5 mm., el ensamblaje se realizara tal como se indica en el plano y se le terminar de colocar en el colector para luego clavar la plancha a los listones de madera por los agujeros de la plancha a lo largo de esta. - Para asegurar la hermeticidad del colector se colocara empaquetaduras de jebe entre los laterales del colector y las planchas de fierro galvanizado que servirn de placa absolvedora. - Para formar el panel de vidrios primero construimos el marco de este perfil L de las medidas siguientes 1.9 x 0.75 m tal como se indica en el plano, seguidamente se formada

sueldan los travesaos de los perfiles "T" invertidos como se aprecia en el plano para formar las ocho divisiones. - Antes de asegurar el panel al marco del colector se coloca una empaquetadura para que no ocurra filtraciones de agua en caso de lluvia. Para fijado a la madera utilizase tomillos avellanados. - Finalmente colquese los 8 vidrios, estos vidrios han de ser sellados con silicona.

4.2.1.1. PERSONAL Y TIEMPO EMPLEADO Para la construccin del Colector Solar se utilizo el siguiente personal: - 2 accionistas - 1 Jefe de Planta - 1 Jefe de Control de Calidad - 1 Mecnico electricista - 2 Agentes de venta y promocin - 1 Diseador - 3 Soldadores para realizar los trabajos de soldadura del marco para la colocacin de los vidrios. - 2 carpinteros (ayudante de carpintera) para realizar los acabados en la madera. - 4 operarios para realizar la construccin del colector solar (ensamblaje) - 1 Acabado - 1 secretarias - 1 Personal de seguridad

4.2.2. CMARA DE SECADO - Primero se debe de construir la caja metlica. Para ello, tmese una plancha de fiero galvanizadote 1/32" de tamao estndar y obtngase la forma que se indica en el plano. Luego suldese 10 pestaas con los sobrantes de la plancha. - Tmese otra plancha de 1/32" y obtngase la forma siguiente que se indica en el plano luego suldese 10 pestaas. - Para los lados laterales donde van las puertas, cortemos 2 placas de 141 x 600,8 mm. dndoles la forma que se indica en el plano, otras dos piezas de 375 x 603,2 mm. dndoles la forma que se indica en el plano, por ultimo para las puertas se cortara 2 placas de 650 X 809 mm. Para darle la forma indicada en el plano, todo 10 anterior con la plancha de fierro galvanizado de 1/32". - Toda esta estructura debe ser soldada para poder formar una cmara interior. - Para dar mayor solidez al conjunto es necesario clavar listones de madera de 2" x 2" tal como se indica en el plano, se tendr que dar las formas especificas en este plano, se debe clavar las estructuras de madera a la estructura del fierro galvanizado y clavar los listones entre si. - Antes de forrar exteriormente la Cmara de Secado es necesario colocar las planchas de Lana de Vidrio de 2" de espesor, en los espacios, ya que la lana de vidrio es nuestro aislante. - Seguidamente empezamos a forrar la Cmara de Secado utilizando las planchas de fiero galvanizado de 1/64" cortamos la plancha que cubrir el techo y la parte anterior de las medidas que se indicar en la plano, para posteriormente darle la forma indicada en dicho plano. En el lado anterior en la abertura que tiene este ser necesario hacerle 14 agujeros y soldarle un marco de Angulo de fierro con agujeros que coincidan con los de la plancha. - Para la parte de las puertas se cortara la placa de fiero galvanizado de 1/64" tal como se indica en el Plano, estas tendrn que ser dos placas. - En el plano, se indica las dimensiones que se tendrn de cortar la plancha que cubrir el piso y la parte posterior de la cmara de secado, esta placa de fiero galvanizado ser de 1/64".

- Todas las partes anteriormente, mencionada de la cubierta exterior sern debidamente soldadas para formar la caja exterior. - Procedamos ahora a construir la puerta de la cmara para ello las placas de fierro galvanizado de 1/32" cortadas con anterioridad se les colocara los listones de madera que quedaron y que se indican en el plano, para despus colocar el aislante y por ultimo soldar la placa de 1/32" con la de 1/64" que se indica en el plano por las pestaas de la primera, de esta manera las puertas de alimentacin quedan listas, luego se colocara una bisagra especial de dos movimientos que le permite girar y luego empotrarse en el marco de la cmara, con lo que se logra una adecuad hermeticidad. - Ahora se construir la chimenea la cual consta de dos estructuras metlicas, una interna con un plancha de fierro galvanizado de 1/64" de espesor y la otra externa con una plancha de fierro galvanizado de 1/32" tal como se indica en el plano. Para el montaje de las piezas, suldese primero la estructura interna y rellenase con material aislante "Lana de Vidrio de 2" de espesor, luego forrase con la estructura exterior a manera de funda para lego soldar esta. - Es necesario construir una especie de "Paraguas" para evitar que penetre agua de lluvia por la chimenea. Para ello se utilizan retazo de plancha dndoles la forma y dimensiones que se especifican en el Plano. - Finalmente construyamos 10 bandejas para recibir las cebollas que se van a deshidratar.

CAPITULO V INVERSIN Y FINANCIAMIENTO En este capitulo se muestran datos de la inversin del proyecto y su financiamiento para lo cual el estudio se basa en tres rubros, Inversin Fija o Activos Fijos, Inversin Tangible o Activos Tangibles, Inversin Capital de Trabajo 5.1 ACTIVOS FIJOS Son aquellas que se realizan en los bienes tangibles llamese terreno edificacin pistas de acceso estacionamientos maquinarias, muebles y servicios bsicos para efectos contables los activos fijos se deprecian exceptuando el terreno que al contrario de los otros sube de precio a medida que el tiempo pasa debido al desarrollo urbano creciente. CUADRO N 51 INVERSIONES FIJAS RUBRO Edificacin Maquinaria Herramientas Equipo de seguridad Mobiliaria Vehculos Imprevistos (5% de rubros anterior) TOTAL 5.2 COSTO S/. 24000 4500 2400 1000 5000 45000 4095 85995

ACTIVOS INTANGIBLES Son los que se realizan sobre activos constituidos, por derechos adquiridos para la puesta en marcha del proyecto son activos intangibles las patentes, licencia, gastos de estudios de pre-inversin, estudios ingenieriles, montaje industrial, gastos de prueba, intereses pre-operativos CUADRO N 5-2 INVERSIONES INTANGIBLES RUBRO Estudio de pre inv. 1% IF Estudio Edf. Ing 2% IF Gastos Organi Capac. Ad. 3% IF Gastos de pruebas y puesto en marcha 3% IF TOTAL COSTO S/. 860.00 1720.00 2580.00 4095.00 9255.00

CUADRO N 53 INVERSION INICIAL DE MANO DE OBRA Y MATERIA PRIMA RUBRO Mano de Obra e Indirecta (3 meses) Materia Prima e Insumos (3 meses) TOTAL COSTO S/. 8000 104000 112000

CUADRO N 5-4 INVERSIONES DE CAPITAL DE TRABAJO RUBRO Inversiones Fijas Inversiones Intangibles Inversin Inicial de MO y MP TOTAL COSTO S/. 85995.00 9255.00 112000.00 207000.00

La inversin en capital de trabajo son los recursos necesarios en la forma de activos corrientes para la operacin normal del proyecto durante un ciclo productivo, es decir en una planta se debe garantizar la disponibilidad de recursos suficientes para adquirir la materia prima y cubrir costos de operacin durante los 60 das normales que dure el proceso de produccin mas los 30 das promedio de comercializacin y los 30 das que demora la recuperacin de los fondos para ser utilizados nuevamente en el proceso. Todo proyecto de inversin involucra usar una cuanta de recursos hoy a cambio de una estimacin de mayores recursos a futuro Los recursos que el inversionista destina al proyecto provienen de dos fuentes: Recursos propios y prestamos de terceros Para este proyecto se utilizara los recursos propios y financiamiento de entidades bancarias que ser el 30% de la inversin total de capital de trabajo (S/.62175) porque convenimos que es una mejor manera de llevar a cabo este proyecto, y la tasa de inters de las entidades prestatarias es de 11% de inters anual los intereses del prestamos se deducen de las utilidades lo cual permite una menor tributacin.

CAPITULO VI COSTOS DE CONSTRUCCIN DEL SECADOR SOLAR 6.1 COSTOS COLECTOR SOLAR COSTOS COLECTOR SOLAR DESCRIPCION Madera tornillo laterales Madera tornillo travesao Madera tornillo tobera Madera tornillo colector Listones de madera Plancha de triplay Lana de vidrio 3 Lana de vidrio 1 Fierro galvanizado 1/64 Empaquetadura jebe Perfil L Perfil T Cola sinttica Clavos Vidrios Silicona Soldadura Pintura esmalte negro Barniz Laca selladora TOTAL CANTIDA D 2 3 2 2 2 1 5 2 4 2 1 1 1 8 1 1 PRECIO UNIDAD 2.10 2.10 2.10 2.10 17.20 23.00 12.00 18.00 7.60 7.60 10.00 5.00 14.00 12.00 6.00 28.00 35.00 39.00 UNIDAD Pies Pies Pies Pies Unidad Plancha Plancha Plancha Varillas Varillas Kg. Kg. Unidad Unidad Kg. Gl. Gl. Gl. TOTAL S/. 37.80 12.60 8.40 10.50 3.20 17.20 115.00 24.00 72.00 32.70 15.20 7.60 10.00 5.00 112.00 12.00 6.00 14.00 8.70 19.50 543.40

6.2. COSTOS CMARA DE SECADO COSTOS CMARA DE SECADO DESCRIPCION Listones de madera Fierro galvanizado 1/32 Fierro galvanizado 1/64 CANTIDA D 9 4 4 PRECIO UNIDAD 2.10 47.00 18.00 UNIDAD Pies Plancha Plancha TOTAL S/. 18.90 188.00 72.00

Lana de vidrio 2 Picaporte Bisagra doble movimiento Armellas Clavos Malla mosquetero Perfiles Malla N16 Angulo L Soldadura Pintura antioxidante TOTAL

4 2 2 4 1 12 4 3 1 2 3/4

17.00 1.50 10.00 0.60 4.50 3.50 5.20 4.50 7.20 6.00 29.00

Plancha Unidad Unidad Unidad Kg. Unidad Unidad Unidad Varillas Kg. Gl.

68.00 3.00 20.00 2.40 4.50 42.00 20.80 13.50 7.20 12.00 21.50 497.80

6.3. COSTOS TOTALES COSTOS TOTALES POR SECADOR SOLAR Usamos un promedio de 40 colectores mensuales COSTO S/. 543.40 S/. 497.80 S/. 1040.00

Colector Solar Cmara de secado COSTO TOTAL

CAPITULO VII COSTOS Y PRESUPUESTOS 7.1. EVALUACION ECONMICA 7.1.1. COSTOS DIRECTOS Conformados por mano de obra directa cuadro N 7-1 materias primas cuadro N 7-2 otros materiales directos cuadros N 7-3, 7-4 sumatoria de todos los costos directos Cuadro N 7-5 CUADRO N 7-1 COSTO DE MANO DE OBRA DIRECTA Operarios de Cantidad Remuneracin Mensual S/. 800 850 1200 700 700 750 --Remuneracin Anual S/. 9600 20400 43200 36400 8400 18000 136000 74800 210800

Diseo y Trazo 1 Fab. de partes (madera) 2 Fab. de partes (metal) 3 Montaje 4 Acabado 1 Servicios 2 TOTAL 13 Mas 55% provis y recargaos sociales Total

CUADRO N 7-2 COSTO MATERIAS PRIMAS Ao 1 2 3 4 5 Secadores Solares 400 450 520 500 470 Costo Unitario S/. 1040 1040 1040 1040 1040 Total S/. 416000 468000 540800 520000 488800

CUADRO 7-3 OTROS MATERIALES DIRECTOS Thiner Disolvente Precio Costo Cantidad Unitario Anual S/. S/ Pintura Anticorrosivo Precio Costo Cantidad Unitario Anual S/. S/.

Ao

1 2 3 4 5

20 9 180 80 18 23 9 207 90 18 28 9 252 110 18 25 9 225 100 18 24 9 216 94 18 Rendimiento x galn 5 secadores pintura anticorrosiva ANYPSA Rendimiento x galn 20 secadores thiner acrlico ANYPSA Elaborado en base a cotizaciones de mercado

1440 1620 1980 1800 1692

CUADRO 7-4 ELECTRODOS Ao 1 2 3 4 5 Cantidad por kilo 200 225 275 250 235 Precio kilo S/. 8.00 8.00 8.00 8.00 8.00 Costo Anual S/. 1600 1800 2200 2000 1880

Rendimiento por kilo = 2 secadores Electrodos supercitos 1/8 pulg Elaborado: cotizacin de mercado

CUADRO N 7-5 COSTOS DIRECTOS Ao 1 2 3 4 5 Mano de Obra Materia Prima Otros Materiales Costo Directos S/. Directa S/. S/. Directos S/. 210800 416000 1780 628580 210800 468000 3627 682427 210800 540800 4432 756032 210800 520000 4025 734825 210800 488800 3788 703388

Fuente. Elaborado de cuadros 7-1, 7-2, 7-3, 7-4 7.2. GENERALIDADES Costos indirectos Son mano de Obra indirecta, materiales indirectos, gastos indirectos 7.2.1. MANO DE OBRA INDIRECTA

Cuadro N 7-6 7.2.2. MATERIALES INDIRECTOS Son aquellos que intervienen en la fabricacin del producto pero no se ven Cuadro N 7-7 GASTOS INDIRECTOS Cuadro N 7-8 SUMATORIA DE TODOS LOS COSTOS INDIRECTOS Cuadro N 7-9

7.2.3. 7.2.4.

CUADRO 7-6 MANO DE OBRA INDIRECTA Puestos Cantidad Remuneracin Mensual S/. 1200 1200 1000 Remuneracin Anual S/. 14400 14400 12000 40800 20808 61608

Jefe de Planta 1 Jefe Control de Calidad 1 Mecnico Electricista 1 Sub Total 3 Mas 51% prov. y recargos sociales TOTAL

CUADRO 7-7 COSTOS DE MATERIALES INDIRECTOS Artculos Lija Detergente Guaype TOTAL Elaborado en base de requerimiento Cantidad 3744 748 50 Precio S/. 0.867 1.737 6.084 Costo Anual S/. 3246 1299 304 4849

CUADRO N 7-8

GASTOS INDIRECTOS RUBROS Depreciaciones Mantenimiento Seguros Agua Energa elctrica Imprevistos 3% rubros TOTAL AOS 3 9900 1000 600 400 1000 387 13287

1 9900 1000 600 400 1000 387 13287

2 9900 1000 600 400 1000 387 13287

4 9900 1000 600 400 1000 387 13287

5 9900 1000 600 400 1000 387 13287

CUADRO N 7-9 COSTOS INDIRECTOS Aos 1 2 3 4 5 Mano de obra Materiales Indirecta S/. Indirectos S/. 61608 4849 61608 4849 61608 4849 61608 4849 61608 4849 Gastos Indirectos S/. 13287 13287 13287 13287 13287 Total de Costos Indirecto S/. 79744 79744 79744 79744 79744

7.2.5.

COSTO DE PRODUCCIN Costo de produccin es la sumatoria de los costos directos mas los costos indirectos Cuadro N 7-10 COSTOS N 7-10 COSTO DE PRODUCCIN

Ao 1 2 3 4 5

Costo Directo S/. 628580 682427 756032 734825 703388

Costo Indirecto S/. 79744 79744 79744 79744 79744

Total de Costo de Produccin S/. 708324 762171 835776 814569 783132

Elaborado a base a cuadros 7-5, 7-9

7.2.6.

GASTOS DE OPERACIN Son los gastos de administracin y gastos de ventas 7.2.6.1. 7.2.6.2. 7.2.6.3. GASTOS DE ADMINISTRACIN Cuadro N 7-11 GASTOS DE VENTAS Cuadro N 7-12 GASTOS DE OPERACIN Es la sumatoria de los gastos de Administracin y los gastos de ventas Cuadro N 7-13

7.2.7.

COSTOS TOTALES Es la sumatoria de los costos de produccin mas los gastos de operacin mas los gastos financieros Cuadro N 7-14

CUADRO N 7-11 GASTOS DE ADMINISTRACIN RUBROS Depreciacin (aparatos informticos) Mantenimiento (aparatos informticos) Remuneracin al personal Energa elctrica Comunicaciones Operacin de vehculos Impuestos 3% rubros anteriores GASTO TOTAL GASTOS ANUAL AOS 1-5 S/. 2200 700 180000 1020 1800 18000 6111.6 209831.6

CUADROS 7-12 GASTOS DE VENTAS RUBROS Depreciacin (aparatos informticos) Mantenimiento (aparatos informticos) Remuneracin al personal Promocin y publicidad Viajes y biticos GASTOS ANUAL AOS 1-5 S/. 2200 700 84000 3000 60000

Imprevistos 3% rubros anteriores GASTO TOTAL Fuente elaborada

4497 154397

CUADRO N 7-13 GASTOS DE OPERACIN Ao 1 2 3 4 5 Gastos de Administracin 209831.6 209831.6 209831.6 209831.6 209831.6 Gastos de Ventas S/. 154397 154397 154397 154397 154397 Total de Gastos de Operacin S/. 364226.6 364226.6 364226.6 364226.6 364226.6

CUADRO N 7-14 COSTOS TOTALES Ao 1 2 3 4 5 Costo de Produccin S/. 708324 762171 835776 814569 783132 Gastos de operacin S/. 364226.6 364226.6 364226.6 364226.6 364226.6 Costos Totales S/. 1072550.6 1126397.6 1200002.6 1178795.6 1147358.6

7.3.

COSTOS DE INVERSIN PARA LA EJECUCIN DEL PROYECTO 7.3.1. PRESUPUESTO DE INGRESOS POR VENTAS El precio unitario segn estudio de mercado costo es de S/. 1800 que corresponde

Cuadro N 7-15 PRESUPUESTO DE INGRESO POR VENTAS

Ao 1 2 3 4 5

Producto Secador Solar Secador Solar Secador Solar Secador Solar Secador Solar

Uni Mdulo Mdulo Mdulo Mdulo Mdulo

Precio Unit. S/. 2800 2800 2800 2800 2800

Cant. 400 450 550 500 470

Total Anual 1120000 1260000 1540000 1400000 1316000

CAPITULO VIII EVALUACIN EMPRESARIAL La evaluacin del proyecto se basa en funcin de las oportunidades opcionales disponibles en el mercado. Se compara beneficios proyectados asociados a la toma de decisin de la inversin Se analiza las principales tcnicas de medicin de rentabilidad VAN y TIR Esta informacin esta contenida en los cuadros N 8-1, 8-2, 8-3 de acuerdo de estos informes se determina si el proyecto es rentable o no

CUADRO N 8-1 INGRESOS

Rubros Ingreso por Ventas Otros Ingresos TOTAL DE INGRESOS

1 S/. 2 S/. 1120000 1260000 ---------- ---------1120000 1260000

Aos 3 S/. 4 S/. 1540000 1400000 ---------- ---------1540000 1400000

5 S/. 1316000 ---------1316000

EGRESOS

Rubros Costos Directos Costos Indirectos Gastos de Operacin 1 S/. 628580 79744 364226.6 2 S/. 682427 79744 364226.6

Aos 3 S/. 756032 79744 364226.6 4 S/. 734825 79744 364226.6 5 S/. 703388 79744 364226.6

FLUJOS ANUALES CUADRO N 8-2

Rubros

Flujos Anuales Intereses de prstamo 13802 13802 13802 al (11% de 62175) Utilidad Antes de 33647.4 119800.4 326195.4 Impuesto Impuesto a la renta 10094.22 35940.12 97858.62 (30%) Utilidad Neta 23553.18 83860.28 228336.78

1 S/. 47449.4

2 S/. 133602.4

Aos 3 S/. 339997.4

4 S/. 221204.4 13802 207402.4 62220.72 145181.68

5 S/. 168641.4 13802 154839.4 46451.82 108387.58

8.1.

INDICADORES DE EVALUACIN 8.1.1. VALOR NETO ACTUAL (VAN) Esta criterio plantea que el proyecto debe aceptarse su valor actual neto (VAN) es igual a 0 o superior, el VAN es la diferencia de todos ingresos menos los egresos expresado en trminos monetarios se calcula con la siguiente formula:VAN ECON = I 0 + BN BN BN BN + + ... 1 21 3 (1 + K ) (1 + K ) (1 + K ) (1 + K )11

Donde K = A la taza de corte pactada 0,15 I0 = Inversin Inicial BN = Beneficio Neto FSA = Factor Simple de Actualizacin1 (1 + K ) n 1 = 0.87 (1 + 0.15) |

FSA =

FSA1 =

FSA2 = 0.76 FSA5 = 0.50

FSA 3 = 0.66

FSA 4 = 0.57

FLUJO DE CAJA AO 0 1 2 3 4 5 ANUAL -207000 23553.18 83860.28 228336.78 145181.68 108387.58 BN + FSA (15%) 1.00 0.87 0.76 0.66 0.57 0.50 BN + BN

BN US$ -207000 20491 63734 105702 82754 54194 BN

VAN ECON = I 0 +

( 1+ K )+

1

(1+ K )+

2

( 1+ K )

3

...

( 1+ K )

5

VAN ECON = 207000 +

23553.18

83860.28

( 1 + 0.15)

1

( 1 + 0.15)

2

228336.78 145181.68 108387.58 + + 3 4 5 ( 1 + 0.15) ( 1 + 0.15) ( 1 + 0.15)

VANECON = S/. 163922 Para este proyecto no consideramos el VAN Financieros puesto que no hemos contrado ningn prstamo por lo cual no tenemos datos de amortizacin ni de intereses, lo cual es indispensable para el clculo del flujo de caja financiero 8.1.2. TASA INTERNA DE RETORNO (TIR) Representa la tasa interna de inters mas alta que un inversionista podra pagar sin perder dinero asumiendo costos financieros la TIR la calculamos envase al VAN econmico 23553.18 83860.28 228336.78 145181.68 108387.58 + + + + 1 2 3 4 5 ( 1+ r ) ( 1+ r ) ( 1+ r ) ( 1+ r ) ( 1+ r )

TIRECON = 207000 =

TIR = 39%

CONCLUSIONES 1. La Demanda es superior a la oferta de Secadores

Solares por lo cual se justifica la instalacin de la fbrica 2. Los secadores solares utilizan la energa solar que

es limpia y en nuestra regin se da en abundancia en las partes del ao. 3. Las ventajas econmicas de los secadores solares

respecto a los secadores convencionales que usan otro tipo de energa dan como resultado un mayor margen de ganancia al propietario. 4. del colector solar. 5. El tamao de la fabrica a sido elaborada en base a Requiere un mantenimiento peridico no muy

costoso en lo que respecta al pintado y limpieza de la superficie de la cmara y

estudios ingenieriles para su optimo funcionamiento 6. La elaboracin del producto es semimecanizado

combina el trabajo manual con el de mquinas 7. proyecto 8. Se inculca en los alumnos el uso de energas La evaluacin empresarial dio por rentable el

renovables para as lograr descontaminar en parte nuestra regin que actualmente ocupa uno de las primeras ciudades con altos ndices de contaminacin. 9. Estamos en la capacidad de disear y construir

equipos que aportan al desarrollo agroindustrial y bienestar a nuestra comunidad

Administracin 2 Accionistas

1 Secretaria 1 Personal de Seguridad

Departamento de Diseo 1 Dibujante

Departamento de Produccin 1 Jefe de Planta 1 Mecnico elctrico

Departamento de Control de Calidad 1 Jefe

Departamento de Ventas 2 Agentes

rea de Carpintera 2 Carpinteros

rea de Metal Mecnica 3 Soldadores

rea de Ensamblaje 1 persona

rea de Acabado 1 persona