Diseño y montaje de un pasteurizador solar y evaluación en el tratamiento de leche de cabra
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Date
2015
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Publisher
Universidad Nacional de Trujillo
Abstract
El objetivo del presente trabajo fue diseñar e instalar un pasteurizador solar en una zona rural del distrito de Chao de la Región La Libertad-Perú, en el establo de la familia Vilcachahua (latitud 08°30´37´´, longitud 78°39´04´´), en el cual se procesó leche de cabra (LC) inmediatamente después de su ordeño. Se evaluó el efecto tiempo-temperatura en la pasteurización de leche y se realizó una comparación económica frente al uso alternativo de gas propano y energía eléctrica como fuente de calor. El pasteurizador contó con colector solar (CS) de 2 m2 con inclinación N-S de 13.89°, un tanque acumulador-intercambiador de calor (TAIC) provisto de serpentín de acero inoxidable (SAI) de 9.71 m, por donde circularon 3 batch de 10 L de leche a 2.15 L/min. El control de temperatura se realizó con tres sensores LM35 acoplados a una tarjeta Arduino Uno y a un ordenador en la cual se instalaron drivers de la tarjeta, el software LabVIEW y una interfaz de LabVIEW para Arduino, en donde se realizó la programación gráfica. El pasteurizador solar funcionó 6 horas y debido a las condiciones climáticas (04.03.2015) se utilizó un sistema auxiliar de gas propano por 20 minutos, cumpliéndose el tratamiento térmico temperatura-tiempo de 73°C por 15 segundos, lo que permitió alcanzar un valor F=6.6, asegurando la destrucción térmica del microorganismo de referencia Coxiella burnetti. La inversión para el montaje del pasteurizador solar para un procesamiento de 30 L/d de leche fue de US$ 555.56, el que a un precio de venta de 1.22 US$/L de leche, se recuperaría en 60 días. El sistema de pasteurización solar permite una mayor ganancia de 34.1%, ligeramente menor a un sistema de pasteurización eléctrico que obtiene una ganancia de 35.6%, operando en similares condiciones.
Description
The objective of the present study was to design and install a solar pasteurizer in a rural area of the Chao province in the La Libertad Region - Peru, in the farm of the Vilcachahua family (latitude 08° 30´37´´, 78° 39´04´´), where goat's milk (GM) was processed immediately after milking. We assessed the time-temperature effect on the milk pasteurization and an economic comparison was carried out between the alternative use of gas propane and electric energy as heat source. The pasteurizer had a solar collector (SC) 2 m2 with N-S of 13.89° inclination, an accumulator tank-heat exchanger (ATHE) equipped with a stainless steel coil (SSC) of 9.71 m, where 3 batches of 10 L of milk circulated at 2.15 L/min. Temperature control was carried out with three sensors attached to a LM35 Arduino Uno card and to a computer in which card drivers, LaVIEW software and interface LabVIEW for Arduino were installed, where the graphic programming was carried out. The solar pasteurizer ran for 6 hours and due to the weather conditions (04.03.2015) a propane auxiliary system was used for 20 minutes, which met the heat treatment temperature-time of 73°C for 15 seconds, allowing us to reach a value F=6.6 and ensuring the thermal destruction of the micro-organism of reference Coxiella burnetti. The investment for the installation of the solar pasteurizer to process 30 L/d of milk was US$ 555.56, which at a selling price of 1.22 US$/L of milk, would be recovered in 60 days. The solar pasteurization system generates a profit of 34.1%, slightly less than an electrical pasteurization system which results in a gain of 35.6%, operating in similar conditions.
Keywords
Pasteurización solar, Leche de cabra, Sensor lm35, Control por computadora, Arduino-labview.