Diseño de una estufa rocket para sintetización de carbón activado usando biocombustible de bajo costo para la Empresa A y D Pioneer S.A.C. - Trujillo

Abstract

La presente investigación se centra en el diseño de una Estufa Rocket para producción de carbón activado utilizando cáscara de coco hueso de aceituna como biocombustible para la empresa “A Y D Pioneer S.A.C.”. Las necesidades de la empresa fueron obtenidas mediante entrevistas al personal. Luego, se generaron 04 conceptos de diseño con potencial de éxito mismos que fueron filtrados mediante una matriz de selección. El concepto ganador fue sometido al diseño de configuración para la optimización del mismo. Para tomar decisiones respecto de componentes críticos se realizó el diseño paramétrico en dos partes: mediante una GUI-MATLAB y mediante el FLUENT-ANSYS. Se parametrizaron la altura de la chimenea, el flujo de combustible, la distancia del ducto de aire y los flujos másicos de aire y combustible para obtener la temperatura promedio en la cámara de combustión y la distribución de temperatura en el rango de activación del carbono en el precursor (600-800°C). Se culminó el proyecto con un análisis económico de rentabilidad. Se determinó que altura máxima del equipo debería cumplir el rango de: ℎ ≤ 0.82𝑚, el largo: L≤ 0.92𝑚 y el ancho: 𝑊 ≤ 0.48𝑚. Se consideró óptimo al modelo en L con alimentador de combustible a 45°. La temperatura promedio según la GUIMATLAB

resultó en 𝑇 = 1241.57𝐾 para un flujo másico de combustible de 0.0010 Kg/s para una potencia de combustión de 18kW la cual fue corroborada por 𝑝𝑟𝑜𝑚 la simulación FLUENT- ANSYS con 𝑇 = 1241.57𝐾 es decir, un error de 10.266%. Los indicadores económicos TIR, VAN, y ROI tuvieron valores de 12%; 3208.29; 0.81 respectivamente. 𝑝𝑟𝑜𝑚 El diseño paramétrico mostro ser una herramienta útil para observar alternativas en la consecución de la temperatura adecuada para activación. La metodología diseño en ingeniería permitió facilitó la toma de decisiones en cada etapa del diseño. El equipo es rentable según los indicadores del análisis económico.