UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA

TRABAJO DE APLICACION

Presentado al:

Ing. Román Justo CALDERÓN CARDENAS. Facilitador del curso 091 “Diseño de

Plantas Químicas I”

Realizado por:

COTRINA HUAMAN, Karen Liz

MAMANI PILCO, Mónica Mercedes

MONDALGO GOMEZ, Leyla Pamela

NAULA RAMOS, Vidal Fernando

SALCEDO PORRAS, Isabel Constanza

Alumnos del IX Ciclo de Ingeniería Química.

Huancayo, 22 – 11 – 2012

PRODUCCION DE BRIQUETAS

MEJORAMIENTO DE LA ECOEFICIENCIA DE FOGONES QUE USAN COSD ELEVANDO LA ECONOMÍA DE SU PROCESO DE COMBUSTIÓN EN BENEFICIO DEL POBLADOR RURAL DE HUANCAYODESCRIPCIÓN DEL PROYECTOLa facultad de ingeniería química, en materia de investigación, es consciente del problema generado por los desechos orgánicos sólidos, especialmente como problema de contaminación ambiental, tema de gran importancia en la actualidad.Como la visión central de la ecoeficiencia se puede resumir en la expresión “producir más con menos”. En la concepción de este proyecto ecoeficiente debemos traducir ese “mas” en eficiencia energética y materia, ese “menos” en reciclabilidad y reutilización de los materiales seleccionados, tratamiento de residuos y reducción de emisiones contaminantes al entorno.Se trata de hallar el equilibrio entre los recursos y los residuos y crear un sistema lo más cerrado posible imitando los ciclos naturales, donde los residuos sean transformados en materias primas.La energía requerida en los fogones para el cocimiento de alimentos se obtiene de la combustión de combustible orgánico solido doméstico,COSD,producido a partir de los desechos orgánicos solidos domiciliarios .DOSD.Loque se trata es de elevar la economía de la energía de combustión mediante el mayor uso de la energía calorífica en el sistema de cocimiento, como por ejemplo, dotándole al sistema de horno, un recuperados de calor para calentar agua,etc.,lo que redundara en la eficacia del proceso de cocimiento de alimentos en el hogar del poblador rural de la provincia de Huancayo.Por otra parte el mejor diseño del equipo, genera una disminución de los costos de operación del equipo, por ello, se va construir un fogón que tiene en cuenta para la construcción conceptos de diseño para el medio ambiente para un desarrollo sostenible, ciclo de vida, análisis del ciclo de vida,

ecoindicadores.Lo que significa un gran ahorro para el que usa este sistema de cocimiento de alimentos.Lo que buscamos con este trabajo de investigación es adaptar y readecuar sistemas de cocimientos de alimentos del poblador rural d bajos recursos económicos a fin de satisfacer sus necesidades y la del medio ambiente a fin de consolidar niveles más altos de desarrollo económico, social y ambiental.PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DE PROBLEMAS El uso de combustible domésticos tales como el gas y la leña contienen un buen poder calorífico para poder preparar nuestros alimentos son de uso común en nuestra ciudad incontrastable de Huancayo, ante el aumento en el costo de leña y debido a que liberan demasiado hollín que contiene monóxido de carbono que contaminan a nuestro medio ambiente en consecuencia el fogón ha sido reemplazado por muchos hogares por el uso de cocina a gas debido a su fácil utilización, pero la mayoría de los pobladores de zona rurales de la ciudad de Huancayo la mayoría optan por utilizar el fogón, ante esta problemática surgió el interés de realizar un fogón mejorado de dos hornillas haciendo uso del combustible orgánico doméstico.

OBJETIVOSOBJETIVO GENERAL

Mejorar la economía de la combustión en fogones que usan COSD aplicando fundamentos de diseño para el medio ambiente.OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Producir el COSD en el LOPU-FIQ-UNCP. Rediseñar el fogón que usa COSD aplicando fundamentos de diseño ara el medio ambiente. Elevar la economía del proceso de combustión en fogones usados para los conocimientos de alimentos. Construir un fogón portátil a partir de materiales propias de la provincia de Huancayo Evaluar el poder calorífico del COSD. Realizar una evaluación económica preliminar para la fabricación de fogones.

JUSTIFICACIÓNEn la actualidad existe gran aceptación en cuanto al uso del COSD (Combustible Orgánico Solido Domestico),ya que presenta un poder calorífico mayor que otros tipos de combustibles como el carbón generado a partir de árboles de eucalipto, los troncos de los arboles e incluso mayor del gas (por comprobar);su uso además disminuirá el trafico indiscriminado de combustibles sólidos ,como la leña u otros de origen vegetal, contribuyendo de igual manera a la sostenibilidad ecológica del medio ambiente. El COSD está elaborado a partir de desechos sólidos orgánicos que generan en el quehacer diario ,dándole un valor agregado ;en tal sentido como la universidad genera una cantidad grande de residuos , mediante el comedor universitario, existe una fuente ,pues se producirá un ingreso a partir de material orgánico sin valor monetario; además de comparar su costo el cual sería mínimo en

comparación de otro combustibles que incrementan su valor de acuerdo al movimiento económico del país y del mundo.Además es de importante consideración el estudio del diseño de un fogón mejorado para que, se pueda disminuir perdidas de energía por una mala construcción de la misma, y aprovechar el poder calorífico del COSD.

MARCO TEORICOResultados preliminares permiten demostrar que se puede remplazar el combustible líquido y gaseoso ejecutando el proceso de quemado de las briquetas con 70% de RSO en masa, para obtener energía calorífica en una proporción de 33% con respecto a un combustible líquido (kerosene, petróleo Diesel 2) y 30% en masa respecto al gas licuado de petróleo (GLP). La investigación determina como factores esenciales en la elaboración de las briquetas: composición, humedad, densidad y granulometría. Los RSO secos y no cocidos (cáscaras de papa, arvejas, habas, hojas de choclo, hojas de espinacas, corontas de maíz, entre otros). El secado de los RSO se realizó al natural (medio ambiente), lo que puede demorar entre dos y tres meses en invierno y tres o cuatro semanas en verano. Luego estos residuos fueron triturados y molidos.

Aserrín de madera cedro (pudo haber sido de otra madera), es un aglutinante combustible. Estiércol de vaca, el cuál fue secado y molido.4 Arcilla común (aglutinante no combustible).4 Cal, su función es evitar desmoronamientos y la formación de grietas en la briqueta AguaPODER CALORIFICOSe entiende por poder calorífico la cantidad de energía desprendida por un kg de combustible al quemarse.Si en la combustión el agua se recoge condensada tendremos el poder calorífico superior (PCS). Si el agua se evapora tendremos el poder calorífico inferior (PCI). El PCS es un valor que se obtiene en los laboratorios mediante ensayos en bomba calorimétrica. Siempre el PCS es mayor que el PCI, ambos son medidos en kca/lkg o kJ1/kg.En ciertas ocasiones y, sobre todo, con combustibles líquidos se emplea el poder calorífico volumétrico, que se mide en kcal/decímetro cúbico o en kcal/litro. Esta es la característica fundamental que define a un combustible como tal. Altos poderes caloríficos, indican buenos combustibles y bajos poderes caloríficos señalan combustibles más discretos. El poder calorífico depende fundamentalmente de la composición química del combustible. Existen fórmulas teóricas para su obtención a partir de la composición química elemental. Entre estas fórmulas podemos señalar la fórmula de Dulong:

Dónde:KJ/Kg= [145C + 610(H2–1/8 O2) + 40 S + 10 N] · 2326]

C, H, O, N, S y cenizas (resto). Estos elementos se determinan mediante combustión y adsorción selectiva en columnas.El poder calorífico de las briquetas será función del material de procedencia. Suponiendo que es madera y corteza sin aditivos su poder calorífico será el de la madera de la que proviene. Si la briqueta incluye restos de lijado el poder calorífico es menor pues aparecen los áridos de la lijadora. Estos áridos también darán lugar a un mayor porcentaje de cenizas en la combustión.Sin embargo, como el poder calorífico inferior es función de la humedad y si la briqueta está más seco que las astillas podemos concluir que su poder calorífico es mayor. En cuanto al poder calorífico volumétrico la briqueta presenta grandes ventajas frente a las astillas pues su densidad es mucho mayor.Para el cálculo se consideran el poder calorífico de cada componente de las briquetas y su respectiva densidadEl poder calorífico es la cantidad de calor producido por un material (briqueta) durante su combustión y se calcula de la siguiente forma ver ecuación. El poder calorífico de la briqueta que contiene cal en su composición en 4%, tiene menor poder calorífico, debido a que la cal se combustiona o se quema a temperaturas por encima de los 1500 grados y al combustionar los RSO y el estiércol de vaca a temperaturas de (250 hasta 350)ºC.

Poder calorífico y densidades para los componentes de la briqueta.

VARIABLES DE INFLAMABILIDAD Y COMBUSTIBILIDADEl tiempo de inflamabilidad de las briquetas es similar o ligeramente superior al de las leñas. Las leñas presentan temperaturas y tiempos de inflamabilidad muy variables, pues dependen de la existencia o no de corteza, el tipo de corteza, el porcentaje de corteza, Los biocombustibles forestales que más pronto se inflaman suelen ser las astillas y el carbón vegetal La temperatura de inflamabilidad es ligeramente superior en las briquetas que en las astillas. Con las leñas la comparación depende del tipo de leña, normalmente la temperatura de inflamabilidad es ligeramente superior al de las briquetas.Al ser la briqueta un material más denso que la madera, y por tener menos contenido de aire en su interior, el coeficiente de transmisión térmica de las briquetas es mayor que el de la leña. La alta densidad y el bajo valor de este coeficiente provocan que las briquetas ardan más despacio que la madera y que permanezcan más tiempo en el hogar, lo cual puede ser ventajoso en el caso de que se desee una combustión lenta.

Componente Poder calorífico ( KJ/Kg) Densidad (gr/cm3)RSO 15177 0.63Estiércol de vaca 4100 0.30Aserrín 13400 0.29Cal No determinado 0.64

PRODUCCION DE LAS BRIQUETASBRIQUETASLas briquetas son un combustible formado por la compactación de biomasa la materia prima fundamental serán las astillas y residuos de madera. Sin embargo, a veces, las briquetas están formadas por la compactación de cualquier tipo de biomasa residual.La forma de las briquetas es muy variada, como veremos más adelante. Sin embargo, abundan las briquetas de forma cilíndrica. Con diámetros entre los 2 y 20 cm y longitudes entre los 15 y 50 cm. Otras formas usuales son las de prisma cuadrado o prisma hexagonal hueco. En otros casos las briquetas tienen forma de ladrillo.DESCRIPCIÓN DEL PROCESO TECNOLÓGICOSELECCIÓNClasificar de diversos residuos sólidos orgánicos entres estas (cascaras de frutas, verduras, etc.) para luego dejarlos al ambiente para luego proceder al siguiente paso. 8TRITURACION El material es habitualmente alimentado al triturador por una tolva, se trata Previamente el material triturado que pasa por una parrilla situada debajo del rotor así los residuos orgánicos serán minimizados facilitando el paso para la siguiente etapa. MOLIENDALa molienda es la última etapa del proceso de disminución, en esta etapa las partículas se reducen de tamaño mínimo en la cual se realiza la combinación con los otros insumos.

MACERADOAl efectuarse la molienda de los residuos orgánicos esta contiene un porcentaje de agua considerable en su composición lo cual se efectúa el macerado al mantenerse sumergido en su propio jugo.

MEZCLADO El mezclado se realiza al tener una partícula uniforme en cada insumo utilizado, en el proceso de mezclado incluye los insumos como los residuos sólidos orgánicos, aserrín, cal y estiércol. PRENSADOPosteriormente colocamos la mezcla homogenizada en moldes para el proceso de prensado, lo cual se efectúa con una presión manual, el objetivo de este proceso es la eliminación del agua contenida.SECADO El proceso de secado es la parte final del proceso de producción de briquetas, el producto proveniente del prensado es llevado al medio ambiente para efectuar el secado de briquetas lo que tiene una duración de 5 días. FACTORES MUY IMPORTANTES A CONSIDERAR EN LA FABRICACION DE LAS BRIQUETAS.DENSIDAD.La principal característica de las briquetas frente a las astillas es que son más densas que éstas con lo que facilita el transporte, manipulación y almacenaje. El inconveniente es que resultan más caras que las astillas pues requieren un proceso industrial de fabricación.

Esta es la variable que resulta más importante al estudiar. El objetivo final de los procesos de briqueteado es siempre el mismo: Obtener un producto final de mayor densidad que los productos iníciales. Al tener mayor densidad este producto se transportará ocupando menos volumen que las leñas y astillas y será más sencilla su manipulación.Los factores que influyen en la densidad de la briqueta son de dos tipos:

La materia prima empleada. Cuanto mayor sea la densidad de la materia prima mayor será la densidad del producto final. La presión ejercida por la prensa en el proceso de fabricación. Las presiones de compactación son variables, dependiendo de la maquinaria empleada.

Para determinar la densidad de las briquetas deben realizarse ensayos de laboratorio, basta con evaluar su masa (en una balanza y su volumen (cálculos geométricos) para obtener la densidad aproximada. (4)Con el aumento de densidad, se reducen los costos de transporte, además la densidad de las briquetas también tiene influencia sobre la combustión, puesto que está relacionada con el contacto combustible – aire (cuanto mayor es la densidad, mayor es la dificultad que tiene los gases para difundirse en la briqueta). (5)La densidad de las briquetas se encuentra entre 700 kg/m3 aproximadamente. (5)Mientras que la briqueta elimine mayor humedad menor será su densidad.

HUMEDADLa humedad de la briqueta es función de la forma en que se suministre el producto. Como en el proceso de prensado que sufre la materia prima hasta convertirse en briqueta se suelen utilizar

partículas secas (humedad menor del 12% base húmeda) y además en el mismo se seca aún más la partícula, al final la humedad de la briqueta resulta ser de una (8-10%) a la salida de la prensa.(4)

COMPOSICION QUÍMICA Nos interesa estudiar la composición química elemental de las briquetas porqué ésta condiciona su poder calorífico. La composición química de briquetas dependerá del material utilizado en su constitución.Si se emplean aditivos habrá de tenerse en cuenta la composición química de los mismos. Lo ideal es conocer los porcentajes (en peso) de madera, corteza y aditivos empleados, así como la humedad a la que se manipulan estos productos. Conocidos estos porcentajes puede evaluarse de forma aproximada la composición química de las briquetas.

PODER CALORIFICOSe entiende por poder calorífico la cantidad de energía desprendida por un kg de combustible al quemarse.Si en la combustión el agua se recoge condensada tendremos el poder calorífico superior (PCS). Si el agua se evapora tendremos el poder calorífico inferior (PCI). El PCS es un valor que se obtiene en los laboratorios mediante ensayos en bomba calorimétrica. Siempre el PCS es mayor que el PCI, ambos son medidos en kcal/lkg o kJ1/kg.En ciertas ocasiones y, sobre todo, con combustibles líquidos se emplea el poder calorífico volumétrico, que se mide en kcal/decímetro cúbico o en kcal/litro.

%H=Peso Humedo−Peso SecoPeso Humedo

×100

Esta es la característica fundamental que define a un combustible como tal. Altos poderes caloríficos, indican buenos combustibles y bajos poderes caloríficos señalan combustibles más discretos. El poder calorífico depende fundamentalmente de la composición química del combustible. Existen fórmulas teóricas para su obtención a partir de la composición química elemental. Entre estas fórmulas podemos señalar la fórmula de Dulong: (4)

Dónde: C, H, O, N, S y cenizas (resto). Estos elementos se determinan mediante combustión y adsorción selectiva en columnas.El poder calorífico de las briquetas será función del material de procedencia. Suponiendo que es madera y corteza sin aditivos su poder calorífico será el de la madera de la que proviene. Si la briqueta incluye restos de lijado el poder calorífico es menor pues aparecen los áridos de la lijadora. Estos áridos también darán lugar a un mayor porcentaje de cenizas en la combustión.

Sin embargo, como el poder calorífico inferior es función de la humedad y si la briqueta está más seco que las astillas podemos concluir que su poder calorífico es mayor. En cuanto al poder calorífico volumétrico la briqueta presenta grandes ventajas frente a las astillas pues su densidad es mucho mayor.(4)

CARACTERISTICAS Y VENTAJAS DE LAS BRIQUETAS

KJ/Kg= [145C + 610(H2–1/8 O2) + 40 S + 10 N] · 2326]

Sub-productos de los desperdicios orgánicos o de madera, que en grandes volúmenes, que se pueden transformar para ser comercializados. No contienen ningún componente o aditivo tóxico y, al usarlos, no emiten ningún olor o humo. Ecológicamente son consideradas, una energía totalmente limpia y proviene de un recurso renovable. En comparación con la leña que produce hasta más de un 10 por ciento de ceniza, las briquetas únicamente producen un 2.0%. Tanto en la industria como en el hogar, estos productos son fácil y seguros de usar y manipular, pues no ofrecen ningún riesgo de combustión espontánea. Con ellos se evitan los episodios de quemaduras y/o lesiones, ocasionadas por líquidos inflamables. La humedad de las briquetas después de su fabricación equivale a un 8.0%, mientras que la leña sobrepasa el 40%. Debido a su alta densidad y baja humedad, las briquetas arden más lento, lo cual significa mayor duración a comparación de la leña. Se ofrece en formas cilíndricas o cuadrados, por lo cual son más fáciles de almacenar y organizar y no ocupan un espacio considerable en la industria o el hogar. Son productos fabricados de residuos forestales, hecho que aporta a la limpieza y protección del medio ambiente.

VENTAJAS AMBIENTALES Energía limpia no contaminante. Fuente renovable. Fabricados con residuos forestales contribuye a la limpieza del medio ambiente. 10 0% reciclado evitando la tala de árboles. Natural, no tóxico. Sin conservantes, químicos ni aditivos.

No emite humo ni olores. Menos ceniza.

VARIABLES DE INFLAMABILIDAD Y COMBUSTIBILIDADEl tiempo de inflamabilidad de las briquetas es similar o ligeramente superior al de las leñas. Las leñas presentan temperaturas y tiempos de inflamabilidad muy variables, pues dependen de la existencia o no de corteza, el tipo de corteza, el porcentaje de corteza, Los biocombustibles forestales que más pronto se inflaman suelen ser las astillas y el carbón vegetal La temperatura de inflamabilidad es ligeramente superior en las briquetas que en las astillas. Con las leñas la comparación depende del tipo de leña, normalmente la temperatura de inflamabilidad es ligeramente superior al de las briquetas.Al ser la briqueta un material más denso que la madera, y por tener menos contenido de aire en su interior, el coeficiente de transmisión térmica de las briquetas es mayor que el de la leña. La alta densidad y el bajo valor de este coeficiente provocan que las briquetas ardan más despacio que la madera y que permanezcan más tiempo en el hogar, lo cual puede ser ventajoso en el caso de que se desee una combustión lenta.FORMA, TAMAÑO Y COLOR.La forma de las briquetas puede ser muy variable y depende de la maquinaria utilizada en su obtención. Sin embargo, casi todas las briquetas fabricadas en la actualidad son de forma cilíndrica. Otra forma de las briquetas es la de sección octogonal, con hueco redondo en el centro. De esta manera se consigue una ignición más rápida; esto puede resultar ventajoso. MATERIAS PRIMAS PARA LA PRODUCCION DE BRIQUETASMATERIA ORGANICA

La materia orgánica está compuesta por residuos animales o vegetales. Es uno de los componentes principales de los residuos domiciliarios. Los restos de comida, las cáscaras de frutas, las hojas que se recogen del jardín. Los compuestos orgánicos o moléculas orgánicas son, por otra parte, las sustancias químicas que contienen carbono y, en algunos casos, oxígeno, nitrógeno, fósforo y otros elementos. ASERRIN DE MADERAEl aserrín de madera es otra de las materias orgánicas que generalmente tiene fácil acceso para conseguir a bajo costo (no pocas veces en forma gratuita), y que puede considerar como una de las materias primas en la elaboración del sustrato alimenticio para sus lombrices, en mezcla con otras materias orgánicas.El aserrín de madera se compone principalmente de fibras de celulosa unidas con lignina. Según análisis, su composición media es de un 50% de carbono (C), un 42% de oxígeno (O), un 6% de hidrógeno (H) y un 2% de nitrógeno (N) asociado a otros elementos. Donde la lignina funciona como pegamento natural en la producción de briquetas.CALEl óxido de calcio, cal o cal viva, es un compuesto químico de fórmula Ca O .La cal viva se encuentra presente en la naturaleza, se puede sintetizar a partir del agua marina, que contiene concentraciones regulares de carbonatos de calcio y magnesio; mediante reacciones químicas y procesos fisicoquímicos, el carbonato es llevado a hidróxido de calcio, una última calcinación producirá óxido de calcioEl óxido de calcio reacciona violentamente con el agua, haciendo que ésta alcance los 90 °C. Se forma entonces hidróxido de calcio, también llamado cal apagada, o Ca (OH)2.

En la producción de briquetas Cal, su función es evitar desmoronamientos y la formación de grietas en la briqueta. PROCESO DE SECADOLa operación de secado es una operación de transferencia de masa de contacto gas- sólido, donde la humedad contenida en el sólido se transfiere por evaporación hacia la fase gaseosa, en base a la diferencia entre la presión de vapor ejercida por el sólido húmedo y la presión parcial de vapor de la corriente gaseosa.Cuando estas dos presiones se igualan, se dice que el sólido y el gas están en equilibrio y el proceso de secado cesa. Como un ejemplo preliminares permiten demostrar que se puede remplazar el combustible líquido y gaseoso ejecutando el proceso de quemado de las briquetas con 70% de RSO en masa, para obtener energía calorífica en una proporción de 33% con respecto a un combustible líquido (kerosene, petróleo Diesel 2) y 30% en masa respecto al gas licuado de petróleo (GLP). La investigación determina como factores esenciales en la elaboración de las briquetas: composición, humedad, densidad y granulometría. Los RSO secos y no cocidos (cáscaras de papa, arvejas, habas, hojas de choclo, hojas de espinacas, corontas de maíz, entre otros). El secado de los RSO se realizó al natural (medio ambiente), lo que puede demorar entre dos y tres meses en invierno y tres o cuatro semanas en verano. Luego estos residuos fueron triturados y molidos. Aserrín de madera cedro (pudo haber sido de otra madera), es un aglutinante combustible. Estiércol de vaca, el cuál fue secado y molido.4 Arcilla común (aglutinante no combustible).4 Cal, su función es evitar desmoronamientos y la formación de grietas en la briqueta Agua

PODER CALORIFICOSe entiende por poder calorífico la cantidad de energía desprendida por un kg de combustible al quemarse.Si en la combustión el agua se recoge condensada tendremos el poder calorífico superior (PCS). Si el agua se evapora tendremos el poder calorífico inferior (PCI). El PCS es un valor que se obtiene en los laboratorios mediante ensayos en bomba calorimétrica. Siempre el PCS es mayor que el PCI, ambos son medidos en kca/lkg o kJ1/kg.En ciertas ocasiones y, sobre todo, con combustibles líquidos se emplea el poder calorífico volumétrico, que se mide en kcal/decímetro cúbico o en kcal/litro. Esta es la característica fundamental que define a un combustible como tal. Altos poderes caloríficos, indican buenos combustibles y bajos poderes caloríficos señalan combustibles más discretos. El poder calorífico depende fundamentalmente de la composición química del combustible. Existen fórmulas teóricas para su obtención a partir de la composición química elemental. Entre estas fórmulas podemos señalar la fórmula de Dulong:

Dónde:C, H, O, N, S y cenizas (resto). Estos elementos se determinan mediante combustión y adsorción selectiva en columnas.El poder calorífico de las briquetas será función del material de procedencia. Suponiendo que es madera y corteza sin aditivos su poder calorífico será el de la madera de la que proviene. Si la briqueta incluye restos de lijado el poder calorífico es menor pues aparecen los áridos de la lijadora. Estos áridos también darán lugar a un mayor porcentaje de cenizas en la combustión.

KJ/Kg= [145C + 610(H2–1/8 O2) + 40 S + 10 N] · 2326]

Sin embargo, como el poder calorífico inferior es función de la humedad y si la briqueta está más seco que las astillas podemos concluir que su poder calorífico es mayor. En cuanto al poder calorífico volumétrico la briqueta presenta grandes ventajas frente a las astillas pues su densidad es mucho mayor.Para el cálculo se consideran el poder calorífico de cada componente de las briquetas y su respectiva densidadEl poder calorífico es la cantidad de calor producido por un material (briqueta) durante su combustión y se calcula de la siguiente forma ver ecuación. El poder calorífico de la briqueta que contiene cal en su composición en 4%, tiene menor poder calorífico, debido a que la cal se combustiona o se quema a temperaturas por encima de los 1500 grados y al combustionar los RSO y el estiércol de vaca a temperaturas de (250 hasta 350)ºC.Poder calorífico y densidades para los componentes de la briqueta.

Componente Poder calorífico ( KJ/Kg) Densidad (gr/cm3)RSO 15177 0.63Estiércol de vaca 4100 0.30Aserrín 13400 0.29Cal No determinado 0.64

VARIABLES DE INFLAMABILIDAD Y COMBUSTIBILIDADEl tiempo de inflamabilidad de las briquetas es similar o ligeramente superior al de las leñas. Las leñas presentan temperaturas y tiempos de inflamabilidad muy variables, pues dependen de la existencia o no de corteza, el tipo de

corteza, el porcentaje de corteza, Los biocombustibles forestales que más pronto se inflaman suelen ser las astillas y el carbón vegetal La temperatura de inflamabilidad es ligeramente superior en las briquetas que en las astillas. Con las leñas la comparación depende del tipo de leña, normalmente la temperatura de inflamabilidad es ligeramente superior al de las briquetas.Al ser la briqueta un material más denso que la madera, y por tener menos contenido de aire en su interior, el coeficiente de transmisión térmica de las briquetas es mayor que el de la leña. La alta densidad y el bajo valor de este coeficiente provocan que las briquetas ardan más despacio que la madera y que permanezcan más tiempo en el hogar, lo cual puede ser ventajoso en el caso de que se desee una combustión lenta.

PARTE EXPERIMENTALINSUMOS

PLATO DE PACHAMANCA(Habas,Humitas,Papa,Carne)

Bolsas plásticas

INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN Balanza

EQUIPOS Molino de mano

Secador solarPROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Para realizar la fabricación de las Briquetas, realizamos el siguiente procedimiento:

La primera toma de muestra se realizó en el recreo campestre “Los Girasoles”.

En el recreo campestre estuvimos personas Cada persona pidió un plato de pachamanca eligiendo el tipo de presa según el gusto de cada uno siendo el costo por cada plato 14 soles. A cada persona se les entrego 4 bolsas plásticas de medio kilo y 1 bolsa plástica grande de kilo. Donde el procedimiento inicia con embolsar cada uno de los productos que conforman la pachamanca, como es las habas, las humitas, la papa y la carne para finalmente embolsar en una bolsa grande todos estos productos. Una vez embolsado todo procedemos a pesar cada uno de los productos considerando así como un peso inicial antes de consumir la pachamanca. Procedemos todos a consumir el plato de pachamanca, donde todos los residuos lo colocamos en cada una de las bolsas proporcionadas para cada producto.

Una vez consumido todo el plato cada residuo de cada producto procedemos a pesarlo para así tener un peso final cuando ya se ha consumido la pachamanca. Con este peso de los residuos y disminuyendo el peso de las bolsas, procedemos a separar cada residuo en bolsas diferentes y pesamos para saber el peso real de los residuos orgánicos. Una vez realizado ello procedemos a moler con ayuda de molinos hasta que sea una masa compacta.

Mezclamos la masa hasta que sea uniforme y luego procedemos a formar el molde de la briqueta

Finalmente una vez obtenidas las briquetas frescas procedemos a pesar cada una de ellas como un peso inicial cuando esa recién elaborado ya que tiene contenido de agua. Luego con la ayuda del secador solar, empezamos con la operación de secado de las briquetas para así ya obtener finalmente las briquetas.

Para la toma de la segunda muestra se realizó en el recreo campestre Tuki Tuki situado en la localidad de Quilcas. Donde seguimos el mismo procedimiento ya mencionado anteriormente.

En el recreo campestre estuvimos 45 personas Cada persona pidió un plato de pachamanca eligiendo el tipo de presa según el gusto de cada uno siendo el costo por cada plato 14 soles. A cada persona se les entrego 4 bolsas plásticas de medio kilo y 1 bolsa plástica grande de kilo. Donde el procedimiento inicia con embolsar cada uno de los productos que conforman la pachamanca, como es las habas, las humitas, la papa y la carne para finalmente embolsar en una bolsa grande todos estos productos. Una vez embolsado todo procedemos a pesar cada uno de los productos considerando así como un peso inicial antes de consumir la pachamanca. Procedemos todos a consumir el plato de pachamanca, donde todos los residuos lo colocamos en cada una de las bolsas proporcionadas para cada producto.

Una vez consumido todo el plato cada residuo de cada producto procedemos a pesarlo para así tener un peso final cuando ya se ha consumido la pachamanca. Con este peso de los residuos y disminuyendo el peso de las bolsas, procedemos a separar cada residuo en bolsas diferentes y pesamos para saber el peso real de los residuos orgánicos. Una vez realizado ello procedemos a moler con ayuda de molinos hasta que sea una masa compacta.

Mezclamos la masa hasta que sea uniforme y luego procedemos a formar el molde de la briqueta

Una vez obtenidas las briquetas frescas procedemos a pesar cada una de ellas como un peso inicial cuando esa recién elaborado ya que tiene contenido de agua. Finalmente con la ayuda del secador solar, empezamos con la operación de secado de las briquetas para así ya obtener finalmente las briquetas.

CALCULO DE COSTOS COSTO TOTAL DE PORCIONESCosto por porción de pachamanca=14.00 SolesNúmero de personas=45Costo total de porciones=14.00*45=630.00 Soles COSTO DE PASAJESNúmero de personas=45Costo de pasaje de ida y vuelta=2.40Costo total de pasajes=45*2.40=108.00 Soles COSTO DE LAS BOLSAS

PARA BOLSAS GRANDES1000 Bolsas Grandes 9.50 Soles45 Bolsas Grandes xX=45BolsasGrandes∗9.50 Soles

1000 BolsasGrandes

X=0.43Centimos

PARA BOLSAS PEQUEÑAS1000 Bolsas Pequeñas 8.00 Soles180 Bolsas Grandes xX=180 BolsasPequeñas∗8.00 Soles

1000BolsasGrandes

X=1.44Centimos

COSTO DE LA BOLSAS=0.43+1.44=1.87 Soles COSTO TOTAL=630.00+108.00+1.87=740 Soles PESO TOTAL INICIALPeso total al inicio=40.533KgPeso de las bolsas=0.465*10^-4KgPeso total inicial=40.533-0.465*10^-4Kg=40.533KG COSTO POR KILOGRAMO DE PACHAMANCACosto total=740 SolesPeso total inicial=40.533KgCosto por kilogramo de pachamanca=740/40.533=18.25Soles

Balance de energíaEs la contabilidad del flujo de energía en un sistema para la determinación de los requerimientos energéticos de un proceso. Calculo del balance de energíaPara calcular el Cp de las briquetas se tiene que:Datos experimentales para el balance de energía

Q(Kcal./Kg) men(Kg) msal(Kg) △T (T 2−T1 )(ºC) T(ºK)

El valor de △H es el mismo del poder calorífico Q, valor que es tomado de datos bibliográficos de investigaciones realizadas con este tipo de materia prima.Cp=△H

△ T

Dónde: △H=Entalpia △T=Variacion de temperatura

Cp=C apacidad calorífica

Para el calor de entrada tenemos la siguiente reacción:Qen=m∗Cp∗△ T

La cantidad de calor transferido es:Qsal=m∗Cp∗△ T

El trabajo neto es:W en=Qen−Qsal

La eficiencia térmica en el proceso de compactación es:nt=

W neto

Qen

Dónde: W neto=Trabajo neto. Qen=Calor de entrada