UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN [Ao] 1 DISEO DE SECADOR SOLAR DE AJI PAPPRIKA DISEO Y ELABORACION DE SECADOR SOLAR DE HAJI PAPRICA 1.-AJI PAPRIKA: 1.1.-INTRODUCCION: Elpprikaeshoyendauncultivodeimportanciaenlacostaperuanaconunagran perspectivaenelcrecimientodesusreasparaelmercadodeagroexportacin,como producto no perecible.En la actualidad el Per se ha reafirmado como un pas exportador de Pprika seco, en los valleseirrigacionesdeBarranca,PiurayNepeaenelNorteyenelSurLima,Ica, ArequipayTacna, conuntotalde4000Haaproximadamente enlacampaa2000-2001 conproduccionesmuyvariadas,esdecirentre2000Kg.a6500Kg.Debidoalnivel tecnolgico empleado. Cabe sealar que los inicios del cultivo de pprika en forma agroindustrialen el Per, se realizaron enla zona de Villacur en el ao 1994. 1.2.-ORIGEN Y DISTRIBUCIN: Es un cultivo originario de Amrica del sur, concretamente del rea de Per cultivndose en la costa norte, centro y sur de nuestro pas y en Bolivia. ElpprikaesunaplantaquefuesembradoendiversoslugaresdeSudamricaquees consideradaelcentrodeorigendelapprika.PeryMxicosonloslugaresdondese cultivaronpimientosinclusoantesdeldescubrimientodeAmrica.Colnencontrensu primer viaje y la trajo a Espaa en 1.943, extendindose a lo largo del siglo XVI por otros pases de Europa, Asia y frica. El pprika es una planta con multitud de tipos que da origen a diferentes formas y usos del fruto. Algunas variedades se utilizan como ornamentales por el atractivo que muestran sus pequeosfrutos;sinembargo,suprincipalaprovechamientoestenlaalimentacin humana como hortaliza de acompaamiento, como colorante (pimentn). Los frutos de pimiento poseen un elevado contenido vitamnico, principalmente en forma de vitamina c. Se le atribuyen propiedades medicinales como digestivo, diurtico, etc. 1.3.- GENERALIDADES: Seutilizaenlaindustriaalimentaracomocolorantenaturalyparadarsaboralas comidas. En la industria farmacutica y de cosmticos es usado para dar color alpices y polvos para maquillaje, aceite esencial u oleorresina. LosprincipalescentrosdeproduccinselocalizanenlosdepartamentosdeLima,Icay Arequipa.Estecultivotienelaventajadeproducirsedurantetodoelao,loquepermite abasteceralmercadointernacionaldeformacontinua.EnelPersecultivanlas variedades Papriking, Papriqueen y Sonora. UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN [Ao] 2 DISEO DE SECADOR SOLAR DE AJI PAPPRIKA 1.4.-USOS DE LA PAPRIKA PPRIKA DE MESA Usos: Consumo directo Caractersticas. Buen tamao (10-12 cm. de longitud ) y buena apariencia sin estras) Apariencia: Sin manchas o decoloraciones en la superficie Color: no requiere grados Asta especficos Contenido de Humedad : 12 % PPRIKA PRENSADA Usos: Sirve como materia prima para la obtencin de pprika molida Caracterstica: Frutos secos enteros Color: 110 - 300 grados Asta Contenido de Humedad : 14% Humedad PPRIKA MOLIDA Usos: Saborizante y materia prima para la extraccin de oleorresina Caracterstica: Granulometra segn requerimiento del cliente Saborizante: 110-250 Grados Asta Extraccin de Oleorresina: 200 - 350 Grados Asta Contenido de Humedad: 12% 1.5.-CLASIFICACIN: La Pprika pertenece: Familia: solancea Genero: Capsicum Nombre cientfico: Capsicumannuum L.var longum Variedades dulces. Variedades con sabor picante. Variedades para la obtencin de oleorresinas. UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN [Ao] 3 DISEO DE SECADOR SOLAR DE AJI PAPPRIKA 1.6.-VARIEDADES DE PAPRIKA EN EL PER: Las variedades de Pprika cultivadas actualmente en Per, son los siguientes: A)PAPRIKING:Elfrutoproducidoporestavariedaddepprikatieneunalongitud promedio de 15.2 a 20.3 cm. El fruto es de paredes delgadas con un excelente color rojo y poco picante en la mayora de las condiciones de cultivo, la capacidad para secado es muy buena. Papri King ofrece niveles ASTA 220/280 u. Petoseed (1990) B)PAPRIQUEEN:Producefrutosdeparedesdelgadas,delargoligeramentemenorque PapriKingperodehombromuchomsancho;debuenacapacidaddesecado.Ofrece niveles 200/300 u ASTA con menos de 500 grados Scoville. Petoseed (1990) C)SONORA:PimientotipoAnaheimestcaracterizadoporexcelentescosechasdefrutos grandes y uniformes. Produce frutos de (20.3 x 3.8 cm.) con dos celdas lisas y de paredes gruesas.Esunaplantaerecta,detamaomedianoconmadurezprecoz.Elfrutomadura haciaelrojooscuroytienemuyaltosnivelesdeASTAesexcelenteparaprocesamiento con 300 a 600 Scoville. Petoseed (1990). 1.7.-CLIMA: El cultivo delPprika se desarrolla favorablemente en climas tropicales y semitropicales. Sus requerimientos en temperatura son fluctuantes. a) Germinacin: AunqueelPprikaesunaespeciequenoseconsideraqueposealatenciaseminal,sin embargoseobservaconmuchafrecuenciatraslasiembraunatardanzamayordelo normalenlaemergencia.RondleyHonma(1981)hanindicadoqueenlarapidezy homogeneidad de la germinabilidad de las semillas de Pimiento, adems de determinados agentes fsicos (Temperatura y Humedad principalmente) tienen influencia otros aspectos como la variedad. Maroto(1989) Temperaturas de la Germinacin: Petoseed (1988) Mnima 13 C Optima 25 CMxima 38 CTemperatura de Desarrollo Vegetativo: Se detiene 10CMnimo13COptimo 20-25Cen el da16-18Cen la noche Se hiela-1C UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN [Ao] 4 DISEO DE SECADOR SOLAR DE AJI PAPPRIKA b)Floracin:Paraqueseproduzcalafloracin,ademsdecondicionesclimticas favorablesserequieredeciertamadurezdelaplantaqueenC.annuumLsedaconla presencia mnima de 8-12 hojas verdaderas. Las bajas temperaturas nocturnas (8-10C) reducen la viabilidad del polen favoreciendo la formacindefrutospartenocrpicos,conosinsemillasNoto(1984)sealaquecon temperaturaspordebajode10Cdurantelafloracin,lafructificacin,siseproduce,es pertenocrpicaylosfrutosasformadosondepequeotamao.VillarnauyGonzles (1999) Temperaturas de Floracin Mnima 18-20C Optimo25C Mxima35Ctemperatura mayor producen cada de flores. Enloqueserefiereahumedadelptimoseencuentraentre50y70C.Otrosautores indicanqueelpimientoesmuysensiblealascondicionesdebajahumedadyalta temperaturaqueprovocanunaexcesivatranspiracinquesemanifiestaenlacadade flores y frutos. 1.8.- SUELOS -Encuantoaltipodesuelopreferentementesueltos(arenosos),conbajaconductividad elctrica, bien aireados y sobre todo con buen drenaje.-Excelente respuesta a la adiccinde materia orgnica (30 TM como mnimo)-Esmuyimportanteelsubsoladoprevio(sifuesenecesario),parafacilitarel drenaje y lavado de sales.-El pH ptimo varia 6.5 a 7.1.9.-PRINCIPALES ZONAS DE PRODUCCIN: En el pas se siembran 9 mil hectreas de pprika, especialmente en Arequipa, y en menor proporcin en Lima e Ica, produciendo entre 4 mil y 7 mil kilos por hectrea. UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN [Ao] 5 DISEO DE SECADOR SOLAR DE AJI PAPPRIKA 1.10.-EXPORTACIN DE PPRIKA: ESTADSTICAS DE LA EXPORTACIN POR TONELADAS DEL (2000-2005) 2.-RECURSO SOLAR: 2.1.-Irradiacin UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN [Ao] 6 DISEO DE SECADOR SOLAR DE AJI PAPPRIKA 2.1.-Revolucin de la tierra alrededor del Sol 2.2.-Posicindela tierraenrelacinalosrayossolaresenla pocadelsolsticiode invierno UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN [Ao] 7 DISEO DE SECADOR SOLAR DE AJI PAPPRIKA (Fuente: Transeen-Termoinox (Calentadores Solares)) 2.3.-ngulos de la Instalacin Solar (Fuente: Transeen-Termoinox (Calentadores Solares))2.3.-ngulos Solares Esosngulosson:ngulohorario,cenital,dealtitudsolar,nguloazimutaldelSolyel ngulo de incidencia de la radiacin directa. ngulohorario():correspondealdesplazamientoangulardelSolenrelacinal meridiano local, como resultado de movimiento de rotacin de la Tierra.Al medioda solar el ngulo horario es nulo, los signos positivo y negativo se refieren a los perodos de la tarde y de la maana, respectivamente. UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN [Ao] 8 DISEO DE SECADOR SOLAR DE AJI PAPPRIKA (Fuente: Transeen-Termoinox (Calentadores Solares)) 3.2.-ngulo cenital: (z): es el ngulo formado entre la vertical a un observador local y el rayo de la componente directa de la radiacin solar.El ngulo cenital vara entre 0 y 90, calculndose por la ecuacin: Para el medio da solar se cumple la siguiente ecuacin. 2.4.-COLECTORES SOLARES Y LOS PRINCIPIOS DE LA TRANSFERENCIA DE CALORLos mecanismos de la Transferencia de Calorson : -Conduccin -Conveccin -Radiacin Eficiencia trmica de los colectores solares, o o o u cos cossen sen cos + =extutilA GQ.= qUNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN [Ao] 9 DISEO DE SECADOR SOLAR DE AJI PAPPRIKA Donde G:irradiacinsolarglobalinstantneaincidenteenelplandelcolectorexpresadaen W/m2;A ext: rea externa del colector, en m2;Qutil: calor til absorbido por el agua, en W (DiagramaesquemticodelosflujosdeenergaenelcolectorsolarFuente:Adaptadode Ademe) Prdidas pticas (Esquema Simplificado de la Trayectoria de los Rayos Solares en la Cobertura Transparente En palabras, se tiene: G eG G G UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN [Ao] 10 DISEO DE SECADOR SOLAR DE AJI PAPPRIKA Para las propiedades espectrales: Para las propiedades totales: Leyenda: (a) vidrio liso; (b) vidrio acanelado; (c) vidrio martillado. Ejemplos de vidrios utilizados en colectores solares en Brasil en la dcada de 90 (Fuente: Transeen-Termoinox (Calentadores Solares)) Tipos Transmitancia Experimental (%)PromedioMxima Liso 2 mm8787 Liso 3 mm8889 Liso 4 mm8485 GGGGtGGGGrefejrans abs+ + = t o + + = 11 = + + t a1 = + + t a UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN [Ao] 11 DISEO DE SECADOR SOLAR DE AJI PAPPRIKA Martillado7480 Emisividad La radiacin espectral emitida por una superficie real Emisividad total hemisfrica de la superficie real Leyenda figura: reflejada; cobertura; absorbida; transmitida; reflejada; placa; absorbida. Esquema Simplificado de la Trayectoria de los Rayos Solares dentro del Colector Plano Conveccin entre dos placas paralelas ( )( )( ) T ET ETn c =( )( )( ) T ET ETn= cUNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN [Ao] 12 DISEO DE SECADOR SOLAR DE AJI PAPPRIKA Latasadetransferenciadecalorporconveccin(q) es cuantificada por medio de la Ley del Enfriamiento de Newton expresada como: Donde hc: coeficiente de transferencia de calor por conveccin [W/m.K] A: rea normal en la direccin de la transferencia de calor [m] TS: temperatura de la superficie [K]; T8: temperatura del fluido [K]. DISEO YELABORACIN DEL SECADOR SOLAR: Calentadores solares para agua, de cuatro tipos: ( ) = T T A h qs cUNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN [Ao] 13 DISEO DE SECADOR SOLAR DE AJI PAPPRIKA Autocontenidos.Sonloscalentadoresmssimplesyeconmicos,aunqueconalgunas limitacionestcnicas.Laimagensuperiormuestraunprototipodecalentador autocontenido.Deconveccinnatural.SonlosmsutilizadosparacalefaccindomsticaenMxico.Son altamente confiables y funcionan muy satisfactoriamente en lugares medianamente o muy soleados. Tienen alta capacidad para conservar el agua caliente durante das nublados. No requieren energa extra para su funcionamiento.De conveccin forzada. En algunas casas existen limitaciones geomtricas, estructurales o normativas,queimpidenquesepuedainstalaruncalentadordeconveccinnatural.En estoscasosesposibleusarunageometramsadaptablealascondicionesparticulares. Estos calentadores requieren la energa extra para una pequea bomba. A cambio de ello, su diseo puede adaptarse a una diversidad de condiciones.Para alberca. Una situacin particular del caso anterior se da en la calefaccin de albercas. Paraestoscasossehadesarrolladounsoftwareespecialparaclculoysimulacin,que permite determinar el diseo adecuado a los requerimientos.Destiladoressolares.Medianteestosdispositivosesposiblepurificarelagua,sin necesidaddeningunaotrafuentedeenergamsquelasolar.Permiteninclusola remocin de sales. No son para altos volmenes ni para tratamientos primarios. UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN [Ao] 14 DISEO DE SECADOR SOLAR DE AJI PAPPRIKA