División de Ciencias Básicas e Ingeniería
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- Modelado y optimización de una planta híbrida tipo túnel para la deshidratación de productos agroindustriales(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2025) González Bravo, Humberto EduardoEsta tesis aborda la evaluación de estrategias operativas para reducir el consumo energético y el impacto ambiental en una planta deshidratadora híbrida de productos agroindustriales en Xochitepec, Morelos. La planta, con capacidad de deshidratación de 100 a 200 kg de producto fresco, emplea fuentes térmicas solares y de gas, lo que la hace particularmente eficiente y flexible. Se desarrolló un modelo matemático basado en balances de masa y energía para predecir el comportamiento de la planta bajo diversas condiciones operativas, validado con datos experimentales obtenidos durante la deshidratación de piña. Los resultados mostraron un error relativo máximo del 7%, garantizando la confiabilidad del modelo para evaluar estrategias energéticas y ambientales. Entre los hallazgos más destacados, se identificó que la eliminación de infiltraciones de aire puede reducir hasta 24 minutos el tiempo de secado, mientras que un flujo reducido hacia los colectores solares incrementa la temperatura de secado, disminuyendo el tiempo hasta en 40 minutos. También se analizó el impacto de establecer temperaturas mínimas en el túnel, concluyendo que incrementos de 45°C a 70°C reducen los tiempos de secado significativamente. En el caso del chile rojo, el modelo identificó una relación de recirculación óptima del 70%, maximizando la eficiencia térmica y minimizando las emisiones de CO₂. Las estrategias operativas se optimizaron mediante un algoritmo genético multiobjetivo, considerando variables como el flujo másico de aire, la temperatura mínima y la relación de recirculación. Los resultados de optimización lograron reducir el contenido de humedad residual a menos de 10% b.h., con costos específicos competitivos de 0.3-0.36 USD/kg y emisiones de CO₂ de 120-150 kg por lote. Las estrategias propuestas ofrecen un balance entre eficiencia energética, costo operativo y sostenibilidad ambiental, destacando el uso de modelos matemáticos y algoritmos avanzados como herramientas clave para optimizar procesos industriales sostenibles.