Reducción de pérdidas de leche con un sistema Peltier para la conservación de la leche cruda para pequeños comerciantes en la ciudad de Arequipa

Abstract

La presente investigación tiene como finalidad el diseño, simulación y evaluación económica de un prototipo de sistema de refrigeración utilizando celdas Peltier para la conservación de la leche cruda para los pequeños comerciantes. Las pérdidas por deterioro de leche varían entre 10 y 20% mensual lo que sería para ellos una gran pérdida en términos de costos por no contar con un sistema de enfriamiento que pueda conservar la leche cruda durante más tiempo para su óptima comercialización. La investigación se dividió en cuatro etapas en donde se realizó en primer lugar el diseño del prototipo para enfriar 30 litros de leche, se definieron las medidas y material para luego ser dibujado en el programa Solidworks, a su vez se realizó un análisis de resistencia obteniéndose una deformación en la parte inferior de la base de 0.072 mm, así como una tensión máxima en parte inferior de 2.26785e+006N/m2 y un factor de seguridad de 3. También se hizo el cálculo del total de calor que debe ser removido que fue de 668 W. En la segunda etapa se realizó la elección y cálculo de número de celdas Peltier requeridas. En la tercera etapa se simuló el proceso de enfriamiento mediante el programa LabView en donde se ingresaron los datos calculados y cuyos resultados mostraron una disminución de temperatura de 0.34°C por minuto enfriando toda la cantidad de leche en 60 minutos. Por último, se calculó una inversión de S/.1150 que será recuperada el mismo año.

The purpose of this research is the design, simulation and economic evaluation of a prototype refrigeration system using Peltier cells for the preservation of raw milk for small traders. The losses due to milk deterioration vary between 10 and 20% per month, which would be a great loss for them in terms of costs because they do not have a cooling system that can preserve the raw milk for a longer period for optimum marketing. The research was divided into four stages where the first step was to design the prototype to cool 30 liters of milk, the measurements and material were defined and then drawn in the Solidworks program. A resistance analysis was also carried out, obtaining a deformation in the lower part of the base of 0.072 mm, as well as a maximum tension in the lower part of 2.26785e+006N/m2 and a safety factor of 3. In the second stage the choice and calculation of the number of Peltier cells required was made. In the third stage the cooling process was simulated using the LabView program where the calculated data was entered and the results showed a temperature decrease of 0.34°C per minute cooling the entire quantity of milk in 60 minutes. Finally, an investment of S/.1150 was calculated, which will be recovered in the same ye