Diseño y construcción de un troquel para elaborar platos a base de hojas de banano

Abstract

Este trabajo final de grado tiene como objetivo el diseño y la fabricación de un troquel para el estampado de platos hechos a base de hojas de banano. El troquel incluye el diseño de un sistema de control de temperatura que permite realizar el proceso en caliente. Este trabajo está motivado por la necesidad de investigar una alternativa sostenible que promueva la reducción del consumo de polímeros, e.g., poliestireno expandido, empleado en la elaboración de platos desechables. El diseño del sistema de control de temperatura del troquel se basa en la acción de un relé de estado sólido (SSR) controlado por un microcontrolador (Arduino). Se emplearon simulaciones computacionales (software comercial Ansys) basadas en el método de volúmenes finitos para el modelaje del flujo de calor a través de la matriz y el punzón del troquel. El modelaje numérico tiene como objetivo optimizar una distribución uniforme de temperatura superficial según los requerimientos establecidos. Posteriormente, se validan los resultados experimentalmente mediante adquisición de datos de temperatura. Pruebas experimentales muestran que un incremento de temperatura reduce el tiempo de formado de la hoja de banano. Esto se debe a que la hoja se deshidrata a una razón más alta. Además, se concluye que la temperatura óptima de formado a una presión de 14 kPa es alrededor de 160°C en la superficie del troquel para la obtención de platos rígidos