Innovación operativa de un secador asistido por bomba de calor con enfoque energético y aplicación a materiales agroalimentarios

• Gómez-Daza, Juan Carlos ^[1]
  1. [1] Universidad del Valle (Colombia)

     Universidad del Valle (Colombia)

     Colombia

     
• Localización: Ing-Nova, ISSN-e 2805-9182, Vol. 2, Nº. 2, 2023, págs. 132-145
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Operational innovation of a heat pump dryer with an energy focus and application to agri-food materials
• Enlaces
  • Texto completo
• Resumen
  • español

    Se diseñó y construyó un secador asistido por bomba de calor (SBC) con dos modificaciones fundamentales: se ubicó el compresor del ciclo de refrigeración dentro del circuito del aire y se configuró el control por humedad relativa y no, control de temperatura o temperatura y humedad relativa simultáneamente, como se realiza en general. Se utilizó un diseño experimental central compuesto centrado en la cara con tres variables a tres niveles para un total de 17 experimentos. Las variables consideradas fueron: humedad relativa del aire (%), espesor del material (mm) y velocidad del aire (m/s). Las herramientas estadísticas de análisis usadas son el análisis de varianza ANOVA a un nivel de confianza de 95 %; superficies de respuesta y la prueba de comparación de Snedecor (Fisher). Se trabajó con rodajas de zanahoria de 3 cm de diámetro, con una carga al secador de 1487 ± 98.74 g y con un contenido de humedad inicial de 0.8935 ± 0.024 (bh). Para los aspectos termodinámicos en términos de energía se evaluaron los indicadores [rango encontrado]: velocidad específica de extracción de humedad SMER [0.294 – 0.929 kg/kWh], consumo específico de energía SEC [1.08 – 3.04 kWh/kg], eficiencia de secado DE [64.20 – 71.67 %], velocidad de extracción de humedad MER [2.68 – 8.62 kg/h] y velocidad de secado DR [0.78 – 1.79 kg/h]. A 50 años de iniciado el uso de este sistema, la configuración de control propuesta se mantiene única.

  • English

    A heat pump assisted dryer (HPD) was designed and built with two fundamental modifications: the refrigeration cycle compressor was located within the air circuit and the control was configured by relative humidity and not, temperature or temperature and humidity relative simultaneously, as is done in general. A face-centered composite central experimental design with three variables at three levels was used for a total of 17 experiments. The variables considered were: relative air humidity (%), material thickness (mm) and air speed (m/s). The statistical analysis tools used are the ANOVA analysis of variance at a confidence level of 95%; response surfaces and the Snedecor comparison test (Fisher). Carrot slices of 3 cm in diameter were used, with a load to the dryer of 1487 ± 98.74 g and with an initial moisture content of 0.8935 ± 0.024 (bh). For the thermodynamic aspects in terms of energy, the indicators [found range] were evaluated: specific moisture extraction rate SMER [0.294 – 0.929 kg/kWh], specific energy consumption SEC [1.08 – 3.04 kWh/kg], DE drying efficiency [64.20 – 71.67 %], MER moisture extraction rate [2.68 – 8.62 kg/h] and DR drying rate [0.78 – 1.79 kg/h]. 50 years after the use of this system began, the proposed control configuration remains unique