Modelación matemática de un secador solar tipo invernadero
Modelación matemática de un secador solar tipo invernadero
Date
2020-11-30
Authors
Marín Camacho, José Francisco
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad Autónoma Chapingo
Abstract
En México se desperdician, cada año,
alrededor de 10 mil toneladas de alimentos
(verduras y frutas), equivalente al 37% de la
producción de acuerdo con estudios de la
FAO. El deshidratado puede contribuir a
reducir este problema ya que permite
aumentar la vida postcosecha de los
productos agrícolas. El objetivo de esta
investigación fue generar y analizar modelos
matemáticos del comportamiento de un
secador solar tipo invernadero. Se llevaron a
cabo experimentos de secado de tomate
(Solanum lycopersicum L) y guayaba (Psidium
guajava) que se utilizaron para evaluar
modelos de capa fina; se generaron modelos
ARX y ARMAX para predecir la temperatura
dentro del secador y se desarrolló un modelo
dinámico mecanicista que predice el
comportamiento del secador solar durante el
proceso de secado de frutos de tomate. El
sistema de secado solar parabólico tipo
invernadero permite condiciones adecuadas
para el secado de rodajas de tomate y
guayaba, ya que reduce el contenido de
humedad al 20% en base húmeda en tomate
y al 8% en el caso de guayaba. Con un tiempo
de secado de 8 horas para ambos productos.
El mejor modelo fue el Henderson y Pabis
Modificado para ambos productos, con una
eficiencia de modelado de 0.995 y 0.997,
respectivamente. Las variables de estado
predichas por el modelo mecanicista
coincidieron razonablemente con los datos
experimentales medidos, ya que el valor del
error cuadrático medio de la predicción fue
9.02% para la temperatura de la cubierta,
6.26% para la temperatura del aire, 6.13%
para la temperatura del piso y 6.00% para el
contenido de humedad de tomate. Dado que
los modelos dinámicos ARX y ARMAX
mostraron un ajuste mayor del 85% con los
datos del conjunto de evaluación; son una
excelente opción para diseñar sistemas de
control para el ambiente del sistema secador
solar tipo invernadero.
Description
Tesis (Doctorado en Ingeniería Agrícola y Uso Integral del Agua)
Keywords
Modelos dinámicos, SSSTI,
ARX, ARMAX, modelos de capa delgada