Diseño de un secador rotativo de bagazo de caña para mejorar la eficiencia energética y reducir costos de cogeneración

Duque Rivera, Jorge Washington

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Facultad de Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la Producción
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Tesis de Mecánica
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dc.contributor.advisor	Duque Rivera, Jorge Washington , Director
dc.contributor.author	Duque Rivera, Jorge Washington
dc.creator	ESPOL.FIMCP
dc.date.accessioned	2025-03-15T13:17:34Z
dc.date.available	2025-03-15T13:17:34Z
dc.date.issued	2024
dc.identifier.citation	Duque Rivera, J. W. (2024). Diseño de un secador rotativo de bagazo de caña para mejorar la eficiencia energética y reducir costos de cogeneración. [Proyecto Integrador]. ESPOL.FIMCP .
dc.identifier.uri	http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/65615
dc.description	El presente proyecto tiene como objetivo diseñar un secador rotativo con capacidad de 10 toneladas por hora para reducir la humedad del bagazo de caña del 50% al 35%, incrementando el poder calorífico del mismo. Este incremento mejora la eficiencia energética en el proceso de cogeneración en ingenios azucareros, disminuye los costos operativos y contribuye a la sostenibilidad ambiental. Entonces se plantea que un diseño optimizado permitirá maximizar el rendimiento térmico y la durabilidad estructural del equipo. El desarrollo del equipo incluyó el análisis de alternativas de diseño y la selección de un secador inclinado de contraflujo dada su ventaja de eficiencia térmica. Para el diseño se utilizaron herramientas CAD 3D, simulador de sólidos por elementos finitos, y cálculos, tanto térmicos como mecánicos, basados en normas como AGMA para dimensionamiento de componentes. Los materiales seleccionados fueron aceros comerciales en base factores de seguridad y resistencia estructural como ASTM A36, A500 y AISI 4340. Los resultados muestran que el diseño del secador alcanzó una eficiencia energética del 73%, utilizando 2225 KW del total de 3030 KW suministrados. Además, el costo del equipo se estimó en $22930, competitivo frente a opciones comerciales e incluso se proyectó un aumento energético de 19.7 GWh anuales, incrementando la caña de azúcar procesada de 1000 a 1273 toneladas al día. Se concluye que el diseño propuesto es viable técnica y económicamente, mejora la eficiencia energética y fomenta el uso de energía renovable en la industria azucarera. Palabras clave: secador de bagazo, bagazo de caña, eficiencia energética, cogeneración.
dc.format	application/pdf
dc.format.extent	109 página
dc.language.iso	spa
dc.publisher	ESPOL.FIMCP
dc.rights	openAccess
dc.subject	Secador de bagazo
dc.subject	Bagazo de caña
dc.subject	Eficiencia energética
dc.subject	Cogeneración
dc.title	Diseño de un secador rotativo de bagazo de caña para mejorar la eficiencia energética y reducir costos de cogeneración
dc.type	Ingeniero Mecánico
dc.identifier.codigoespol	T-114941
dc.description.city	Guayaquil
dc.description.degree	Escuela Superior Politécnica del Litoral
dc.identifier.codigoproyectointegrador	INGE-2757
dc.description.abstractenglish	The objective of this project is to design a rotary dryer with a capacity of 10 tons per hour to reduce the moisture content of sugarcane bagasse from 50% to 35%, thereby increasing its calorific value. This increase improves energy efficiency in the cogeneration process in sugar mills, reduces operating costs, and contributes to environmental sustainability. The hypothesis is that an optimized design will maximize the thermal performance and structural durability of the equipment. The development of the equipment included an analysis of design alternatives, with the inclined counterflow dryer being selected due to its thermal efficiency advantages. CAD 3D tools, finite element solid simulation, and both thermal and mechanical calculations were employed, following standards such as AGMA for component sizing. The selected materials were commercial-grade steels such as ASTM A36, A500, and AISI 4340, chosen based on safety factors and structural resistance. The results show that the designed dryer achieved an energy efficiency of 73%, utilizing 2225 kW out of a total of 3030 kW supplied. Additionally, the equipment cost was estimated at $22,930, making it competitive compared to commercial alternatives. The design also projected an annual energy production increase of 19.7 GWh, increasing processed sugar cane from 1000 to 1273 tons per day. In conclusion, the proposed design is technically and economically viable, enhances energy efficiency, and promotes the use of renewable energy in the sugar industry. Keywords: bagasse dryer, sugarcane bagasse, energy efficiency, cogeneration